Penisilin nasıl icat edildi? Penisilin insanlıkta bir dönüm noktası olmuştur. Antibiyotiklerden önce, küçük bir enfeksiyon bile tedavi edilemezdi veya hatta ölümcül olurdu. Kağıt kesiğinden doğuma kadar herhangi bir bakteriyel enfeksiyon kişiyi öldürme potansiyeline sahipti. 1928'de kazara bir küflü petri kabının keşfedilmesi ile bakteriyel enfeksiyonları tedavi edebilen dünyanın ilk seri üretim ilacı penisilin icat edildi.
İnsanlığın Dönüm Noktası Unutulmuş Bir Kapta
Londra'daki St. Mary Hastanesi'nde görevli bakteriyolog Dr. Alexander Fleming, İskoçya'daki yaz tatilinden döndüğünde karşısında dağınık bir laboratuvar tezgahı buldu. Tezgahında Stafilokok aureus bakterilerinin olduğu petri kabında büyüyen küflere rastladı. Kaba bulaşan mantar küfünün adı Penicillium notatum'du. Kaba mikroskopla göz atan Fleming, küfün yakın çevresinde Stafilokok bakterileri bulunmadığını fark etti. Kısa süre sonra küfün bakterileri öldüren bir kimyasal ürettiğini tespit etti. Maddeye penisilin adını verdi.
"28 Eylül'de tandan hemen sonra uyandığımda kesinlikle dünyanın ilk antibiyotiğini, veya bakteri öldürücüsünü keşfederek tüm ilaçlarda devrim yapmayı planlamadım …"
Dr. Alexander Fleming.
Penicillium küfünde sadece bakterilerin büyümesini engellemeyen aynı zamanda bulaşıcı hastalıklarla savaşmada kullanılabilecek bir faktör vardı. Fleming bulgularını yayınladı ve keşfini bilim dünyasına açıkladı. Şaşırtıcı olmalı ki meslektaşları bulgusuna çok az ilgi gösterdi.
Ancak pes etmedi ve penisilini küften saflaştırmaya yardımcı olması için kendi alanlarında önde gelen kimyagerlerden yardım istedi. Hiçbiri başarılı olamadı. Fleming'in yardımına başvurduğu biyokimyacı ve mantar maddeleri uzmanı Profesör Harold Raistrick şöyle dedi: "Tedavi amaçlı penisilin üretimi… neredeyse imkansızdır."
Fleming penisilini saflaştırmayı denemekten vazgeçti ve penisilin ilginç bir laboratuvar bulgusu olarak rafa kaldırıldı.
Küfün Mucize Bir İlaca Dönüşümü
Yaklaşık on yıl sonra, 1937'de, Howard Florey ve Ernst Chain mikroorganizmaları ve ürettikleri maddeleri araştırırken Fleming'in araştırmasını ortaya çıkardılar ve 'Penisilin Projesi' adını verdikleri girişim üzerinde çalışacak bilim insanlarından bir grup oluşturdular.
Takımın kıdemli üyeleri arasındaki zıtlıklar araştırmanın geleceğine dair beklentileri çıkmaza soktu. Laboratuvarda bile süre gelen anlaşmazlıklar ile projenin karmaşıklığı ve bilimsel güçlüğü penisilini kaptan arındırmayı büyük zorluk haline getirdi.
Üç yıllık deneme yanılma sürecinden sonra, saf penisilin üretmeyi mümkün kılan ancak müthiş düzeyde verimsiz bir yöntem buldular. Ekip sonunda hayvan deneylerine başlamak için yeterli penisiline sahip oldu. 1940 yılında 50 fareye ölümcül streptokok bakterisi enjekte ettiler. Penisilin enjekte edilen 25 fare de yaşadı.
Gerçekleştirdikleri penisilin deneyini ayrıntılarıyla anlatan makaleleri çok ilgi görmedi ve mevcut penisilin üretim süreci büyük sorundu. Bir tırnak kadar penisilin üretmek için 2.000 litre küf kültürü sıvısı harcanıyordu. Ekip bunca küfü saklayabilmek için lazımlık, süt kovası, yemek kutuları ve hatta küvet kullandı. Bu kadarı ancak tek bir kişinin kan zehirlenmesini tedavi ediyordu.
Sonunda, sıvıyı saklamak için özel fermantasyon kapları geliştirildiler.
Penisilin yavaş olsa da başarılı bir şekilde üretilebiliyordu ve Oxford laboratuvarı penisilin fabrikası olmuştu. "Penisilin Kızları" dedikleri altı kadın, küf suyunu mayalamak ve ondan her hafta birkaç miligram penisilin almak üzere görevliydiler.
1941'de penisilin ilk kez bir insana uygulandı. Ancak üretim sorunundan kaynaklı penisilin eksikliği kendisini hemen gösterdi. 43 yaşındaki bir polis olan Albert Alexander, bir kesik nedeniyle oluşan ölümcül bir enfeksiyona sahipti. Başlangıçta iyileşme belirtileri gösterdi ancak penisilin yeterli gelmeyince enfeksiyon geri döndü ve adam beş gün sonra öldü.
Ekip yetersiz penisilin üretimini yaratıcı bir girişimle çözmeye karar verdi: Penisilin dozunun yaklaşık %80'i vücuttan idrarla atılıyordu ve eğer ekstrakte edilebilirse geri dönüştürülebilirdi. Klinik deneyi yürüten Dr. Ethel Florey bisikletiyle cadde cadde dolaştı ve hastalardan idrar topladı.
14 yıl sonra 1942'de Anne Miller düşük yaptıktan ve kan zehirlenmesi enfeksiyonu geliştirdikten sonra Connecticut'taki New Haven Hastanesi'nde ölümün eşiğinde yatarken penisilin ile başarılı şekilde tedavi edilen ilk sivil hasta oldu.
İnsanlı penisilin deneylerinden başarılı sonuçlar alan ekip şimdi penisilin üretimi için ilaç şirketlerinin kapısını çaldı. Ancak II. Dünya Savaşı'nın ortasında İngiliz endüstrisinin yeni bir seri üretim ilaç girişimine kaynağı yoktu, ekip bu yüzden eli boş döndü.
Penisilin Üretmek İçin Nişasta ve Kavun
Haziran 1941'de Florey penisilini ABD'ye götürmeye karar verdi. Amerikalılar bilim insanlarını sıcak karşıladı ve Illinois, Peoria'da Tarım Bakanlığı'nın araştırma laboratuvarında yeni bir ekip kuruldu. Ekip penisilin saflaştırmasını mümkün olduğunca verimli kılmak için fermantasyona dair önceki uzmanlıklarını kullandı ve derin fermantasyon tanklarıyla yeni bir teknik tasarladılar.
Bölgedeki laboratuvarda mısır nişastasının bir yan ürünü olan bol miktarda mısır nişastası likörü vardı. Nasıl akıllarına geldi bilinmez, likörü küf suyuna eklediklerinde penisilin veriminin kat ve kat arttığını gördüler. Yüksek şeker, amino asit ve nitrojen oranı küf fermantasyonuna mükemmel bir ortam sağlıyordu.
Penisilin yüzdesi daha yüksek olan küf türleri için küresel bir araştırma başlatıldı. Dünyanın dört bir yanından toprak örnekleri gönderildi. Ancak çözüm daha yakında bulundu: Peoria laboratuvarından bir asistan olan Mary Hunt, bir yaz günü pazardan çürüyen bir kantalup kavunu satın aldı. Kavunun güzel, altın renkli bir küfle kaplı olduğunu görmüştü. Küf Penicillium chrysogenum çıktı ve Fleming'in ilk suşundan 200 kat daha fazla penisilin üretti. Küf X ışını ile mutasyona ve filtrasyona maruz bırakıldığında oran 1000 katına çıktı.
ABD ilaç şirketleri büyük ölçekli penisilin üretimine girişmekte önce kararsız kaldı. Ancak 1941'in sonunda ABD'nin II. Dünya Savaşı'na adım atmasıyla penisilin talebi hızla arttı. Ocak-Mayıs 1942'de ABD'de 400 milyon adet saf penisilin üretildi. 1943'te ABD'de tüm Müttefiklerin penisilin gereksinimini karşılayacak kadar stok oluşmuştu. Savaşın sonunda Amerikan ilaç şirketleri ayda 650 milyar birim penisilin üretiyordu.
Tarih boyunca, savaşlardaki en büyük ölüm savaş yarasından değil enfeksiyondandı. I. Dünya Savaşı'nda bakteriyel pnömoniden ölüm oranı %18'di; II. Dünya Savaşı'nda penisilin ile %1'e düştü.
Günümüzde Penisilin
1946'da penisilin dünyada ilk kez Birleşik Krallık'ta insanların kullanımına sunuldu, dünya çapında tıbbı baştan sona değiştirdi ve antibiyotik çağını başlatarak insanlığın ortalama yaşam süresini o zamandan bugüne yükseltti. Pfizer, penisilinin seri üretiminde en büyük rolü oynadı. Alexander Fleming, Howard Florey ve Ernst Chain'e 1945'te Tıp Nobel Ödülü verildi.
Ancak bakteriler de boş durmadı ve üretilen bu ilk penisiline ve diğer birçok antibiyotiğe giderek daha dirençli hale gelecek şekilde evrimleştiler. Penisilin ve penisilin tipi ilaçlar günümüzde hala yaygın olarak kullanılıyor ancak bazı popülasyonlarda direnç yükseldi ve belirli hastalıklar için kullanımları sınırlandı. Bilim insanları bu yüzden yeni tür antibiyotikler keşfetmek için yarış içinde.
Penisilin Hakkında Sık Sorulanlar
Alexander Fleming ne ile ünlüdür?
İskoç bakteriyolog Alexander Fleming en çok 1928 yılında antibiyotik devrimini başlatan penisilini keşfetmesiyle tanınır. Penisilin keşfi nedeniyle 1945 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'nün bir kısmına layık görülmüştür.
Alexander Fleming penisilini nasıl keşfetti?
1928 yılında Alexander Fleming, Staphylococcus aureus bakterilerinin bulunduğu bir kültür tabağının bir mantar tarafından kirletildiğini fark etti. Daha sonra Penicillium notatum (şimdi P. chrysogenum olarak sınıflandırılıyor) olarak tanımlanan küf, bakterilerin büyümesini engellemişti. Daha sonra, küfün bir antibiyotik olan penisilin ürettiği için bakteriyel büyümeyi engellediğini tespit etti.
Alexander Fleming nerede doğdu?
Bakteriyolog Alexander Fleming, 6 Ağustos 1881'de İskoçya'nın Ayrshire bölgesindeki Darvel yakınlarındaki Lochfield Çiftliği'nde doğdu.
Penisilin ilk antibiyotik miydi?
Antibiyotikler, bakteri ve mantarlar tarafından üretilen ve rakip mikrobiyal türleri öldürebilen ya da inhibe edebilen bileşiklerdir. Bu olgu uzun zamandır bilinmektedir; eski Mısırlıların enfekte olmuş yaralara neden küflü ekmek lapası uyguladıklarını açıklayabilir. Ancak ilk gerçek antibiyotik olan penisilin, Londra'daki St Mary's Hastanesi'nde Bakteriyoloji Profesörü olan Alexander Fleming tarafından 1928 yılına kadar keşfedilmemiştir.
Penisilin ilk defa hangi hasta üzerinde kullandı?
İlk hasta Albert Alexander, 43 yaşında bir polis memuru, 12 Şubat 1941'de penisilin ile tedavi edildi. Normalde anlatılanlara göre Albert Alexander yüzünü bir gül çalısına sürtmüş, yara enfeksiyon kapmış ve enfeksiyon yayılmıştı.
Penisilinin tarihçesi ve keşfi nedir?
Penisilin ilk olarak 1928 yılında, Penicillium notatum adlı bir küfün petri kaplarından birini kirlettiğini ve etrafındaki bakterilerin büyümesini engellediğini fark eden Sir Alexander Fleming tarafından keşfedilmiştir. Bu, penisilinin ilk antibiyotik olarak geliştirilmesine yol açtı ve Fleming, keşfi için 1945 yılında Nobel Tıp Ödülü'ne layık görüldü.
Penisilin bakteri hücreleri üzerinde nasıl çalışır?
Penisilin, bakteriyel büyüme ve çoğalma için gerekli olan bakteri hücre duvarlarının sentezini inhibe ederek çalışır. Özellikle penisilin, transpeptidaz adı verilen hücre duvarının inşasından sorumlu enzime bağlanır ve onu inhibe eder. Bu da hücre duvarlarının zayıflamasına ve nihayetinde bakteri ölümüne yol açar.
Penisilin kullanımı tıp alanını nasıl etkiledi?
Penisilinin keşfi ve yaygın kullanımı, bakteriyel enfeksiyonlar için ilk etkili tedavi olması ve II. Dünya Savaşı sırasında ve sonrasında sayısız hayat kurtarması nedeniyle tıp alanı üzerinde derin bir etkiye sahip olmuştur. Ayrıca diğer antibiyotiklerin geliştirilmesinin önünü açmış ve bulaşıcı hastalıkların tedavisinde devrim yaratmıştır. Bununla birlikte, antibiyotiklerin aşırı ve yanlış kullanımı, günümüzde önemli bir halk sağlığı sorunu olan antibiyotiklere dirençli bakterilerin gelişmesine yol açmıştır.
Penisilin ve antibiyotik gelişimindeki güncel araştırmalar ve gelecekteki yönelimleri nelerdir?
Penisilin ve antibiyotik geliştirme konusundaki mevcut araştırmalar, doğal ürünlerden yeni antibiyotik kaynaklarının araştırılmasını, antibiyotiğe dirençli bakterileri hedef almak için CRISPR-Cas9 gibi yeni teknolojilerin kullanılmasını ve faj tedavisi gibi alternatif tedavilerin geliştirilmesini içermektedir. Gelecekteki yönelimlere, mevcut antibiyotiklerin etkinlik ve güvenliğinin iyileştirilmesi, yeni antibiyotik sınıflarının geliştirilmesi ve antibiyotik direnciyle mücadele etmek için antibiyotiklerin sorumlu kullanımı için daha iyi stratejilerin uygulanması da dahil olabilir.
Kaynaklar: