Penicilline

Deze waarneming leidt tot de ontdekking van penicilline in 1928. Terwijl de Schotse microbioloog Alexander Fleming onderzoek doet naar de stafylokokkenbacterie komt hij er achter dat de schimmel Penicillium notatum een stof produceert die bacteriën doodt. Als soldaat in de Eerste Wereldoorlog heeft Fleming gezien hoeveel leed wondinfecties veroorzaakten onder zijn kameraden. De microbioloog is ervan overtuigd dat de werkzame stof van de schimmel een middel is om ziekten zoals longontsteking, nekkramp en wondinfecties te bestrijden.

Overigens is Fleming niet de eerste die het verwoestende effect van schimmels op bacteriën opmerkt. In 1876 neemt de Engelse microbioloog John Tyndall al waar dat schimmels soms remmend werken op bacteriën, maar collega-wetenschappers zijn niet onder de indruk van het verschijnsel. Nu is dat anders. Een groep Oxfordse wetenschappers onder leiding van Howard Florey en Ernst Boris Chain zoekt naar een manier om het werkzame bestanddeel van de schimmel te zuiveren en in grote hoeveelheden te produceren.

Politieagent
In 1940 doen beide geleerden een eerste poging om met penicilline het leven van een patiënt te redden. Een Oxfordse politieagent heeft een bloedvergiftiging –een bacteriële infectie in de bloedbaan– opgelopen nadat hij zich heeft gesneden tijdens het scheren. Hoewel ze al hun penicilline inzetten en zelfs het medicijn terugwinnen uit de urine van de patiënt, raakt de voorraad op en sterft de patiënt.

De productie van penicilline komt in een stroomversnelling als de Verenigde Staten bij de Tweede Wereldoorlog betrokken raken. De regering ondersteunt met veel geld projecten die de productie van het wondermiddel verder verfijnen. Alleen in de gelijktijdige ontwikkeling van de atoombom wordt nog meer energie gestoken. De steun werpt zijn vruchten af. Op D-day in 1944 is er voor elke gewonde soldaat voldoende penicilline. In 1945 krijgt Fleming samen met Florey en Chain de Nobelprijs voor de geneeskunde.

Een stapje voor
Na een paar jaar moeten artsen een groeiend probleem onder ogen zien: penicilline werkt steeds minder. Sommige bacteriën zijn in staat een stof te produceren die het antibioticum afbreekt. Aan het eind van de jaren veertig heeft penicilline op een aantal bacteriesoorten geen effect meer.

Door kleine wijzigingen aan te brengen in de chemische structuur van het penicillinemolecuul maken wetenschappers het medicijn opnieuw geschikt om bacteriën te doden. Sinds de jaren vijftig werkt de farmaceutische industrie hard om de bacteriën steeds een stapje voor te blijven. Ook isoleren ze andere soorten antibiotica, zoals streptomycine, in 1944 geïsoleerd uit de bodem, en cephalosporine, dat in 1945 is onttrokken uit een schimmel die voorkomt in het riool. Toch blijft penicilline verreweg het meest gebruikte antibioticum.

De industriële bereiding van antibiotica heeft plaats in fermentatoren, grote roestvrijstalen ketels gevuld met tienduizenden liters vloeibare voedingsbodem waarin de schimmelcultuur het antibioticum produceert. Na filtratie en verdere zuivering kunnen de microbiologen chemische groepen aan het molecuul bevestigen.

MRSA-bacterie
Steeds meer microbiologen zijn ervan overtuigd dat verkeerd gebruik van antibiotica, zoals door artsen die onnodig recepten voorschrijven en patiënten die hun kuur niet afmaken, bacteriën stimuleert om afweermechanismen te ontwikkelen die het effect van antibiotica ongedaan maken. De ongevoelig geworden ziekteverwekkers kunnen deze informatie uitwisselen met stammen die nog wel gevoelig zijn voor het medicijn. Zo duikt in ziekenhuizen steeds vaker de MRSA-bacterie op. Voor de behandeling van deze methicilline resistente Staphylococcus aureus zijn bijna geen middelen meer beschikbaar.