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Piastra di coltura batterica con zona di inibizione della muffa Penicillium notatum la scoperta di Alexander Fleming nel 1928 St Mary's Hospital Londra

Nel 1928 Alexander Fleming scoprì casualmente che una muffa uccideva batteri. Ma fu solo negli anni Quaranta che Florey e Chain purificarono la penicillina su scala industriale, trasformando una condanna a morte in una malattia curabile e cambiando per sempre la storia umana. LEGGI TUTTO L'ARTICOLO

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Il mondo prima degli antibiotici: la mortalità come norma
Prima della penicillina, infezioni oggi banali erano frequentemente letali. Una ferita infetta causava setticemia e morte in pochi giorni; una polmonite batterica aveva mortalità del 30%; la scarlattina uccideva i bambini; la sifilide e la gonorrea erano croniche e devastanti; le operazioni chirurgiche si concludevano spesso con morte per infezione post-operatoria. Partorire in ospedale alla fine del XIX secolo era rischioso per la febbre puerperale. Ignaz Semmelweis aveva dimostrato nel 1847 che lavarsi le mani riduceva drasticamente la mortalità materna, ma la comunità medica impiegò decenni ad accettare questa verità. L'era pre-antibiotica è un periodo in cui la medicina poteva fare poco contro la principale causa di morte nella storia umana: l'infezione batterica.

Alexander Fleming e la piastra dimenticata
Alexander Fleming, batteriologo scozzese del St. Mary's Hospital di Londra, tornò dalle vacanze nell'agosto 1928 e trovò una piastra di coltura di stafilococchi contaminata da una muffa azzurro-verde. Era una contaminazione comune, fonte di frustrazione per qualsiasi ricercatore. Ma Fleming notò qualcosa di insolito: intorno alla colonia fungina si era formata una zona di inibizione batterica, un alone trasparente in cui i batteri erano morti. La muffa produceva qualcosa che uccideva i batteri. Identificò l'organismo come Penicillium notatum e chiamò la sostanza penicillina. Fleming pubblicò le osservazioni nel 1929 sul British Journal of Experimental Pathology, documentando l'attività su una serie di specie patogene. Tuttavia non riuscì a isolare e purificare la penicillina in forma stabile: la molecola si degradava rapidamente e sembrava impossibile da produrre in quantità utili. Nei dieci anni successivi la scoperta rimase ignorata.

Florey, Chain e la purificazione industriale
La svolta arrivò nel 1939 quando il patologo australiano Howard Florey e il biochimico tedesco-britannico Ernst Chain, all'Università di Oxford, decisero di riprendere sistematicamente le ricerche sulle sostanze antibatteriche. Con strumentazione più avanzata, Florey e Chain riuscirono a purificare la penicillina, stabilizzarla e testarla su topi infettati con streptococchi. I risultati furono drammatici: i topi trattati sopravvivevano, quelli non trattati morivano. Il primo paziente umano a ricevere penicillina fu Albert Alexander, un poliziotto britannico con grave setticemia, nel febbraio 1941. Il miglioramento fu spettacolare ma la produzione era limitata e quando le scorte si esaurirono la malattia riprese e Alexander morì. La priorità divenne la produzione su scala industriale.

La Seconda Guerra Mondiale come acceleratore
La Seconda Guerra Mondiale trasformò la penicillina da ricerca accademica a priorità strategica militare. Le ferite da combattimento si infettavano: durante la Prima Guerra Mondiale il tasso di mortalità per ferite infette aveva raggiunto il 18%. Florey si recò negli Stati Uniti nel 1941 per trasferire il know-how alle grandi aziende farmaceutiche, con il sostegno dell'Office of Scientific Research and Development. Aziende come Pfizer, Merck, Squibb e Eli Lilly moltiplicarono la produzione su scala industriale in pochi anni, passando da milligrammi prodotti in laboratorio a tonnellate prodotte per fermentazione in grandi bioreattori. Al momento dello sbarco in Normandia nel giugno 1944, la penicillina era disponibile in quantità sufficiente per trattare tutte le ferite infette degli Alleati. La differenza nella mortalità tra la Prima e la Seconda Guerra Mondiale è in gran parte attribuibile alla penicillina.

Il meccanismo d'azione: come la penicillina uccide i batteri
La penicillina appartiene alla classe degli antibiotici beta-lattamici. Il suo meccanismo è elegante nella specificità: blocca le transpeptidasi batteriche, enzimi essenziali per la formazione dei legami trasversali del peptidoglicano, il polimero che costituisce la parete cellulare dei batteri Gram-positivi. Senza legami trasversali, la parete batterica non può essere riparata né sintetizzata durante la divisione cellulare. Il risultato è che il batterio in crescita, sottoposto alla pressione osmotica interna, si lisca: la membrana cede e il contenuto fuoriesce. Questo meccanismo è specifico per i batteri perché le cellule umane e animali non possiedono pareti di peptidoglicano: la penicillina è quasi innocua per le cellule eucariotiche dell'ospite, a meno di reazioni allergiche. Questa selettività rende la penicillina e i suoi derivati tra i farmaci più sicuri ed efficaci disponibili.

Il Nobel e la resistenza: la profezia di Fleming
Il Nobel per la Fisiologia del 1945 fu assegnato a Fleming, Florey e Chain. Nel discorso di accettazione, Fleming pronunciò una profezia: avvertì che l'uso irresponsabile della penicillina avrebbe selezionato batteri resistenti, rendendo il farmaco inutile. Aveva già osservato in laboratorio che batteri esposti a concentrazioni sub-letali sviluppavano resistenza. La resistenza agli antibiotici è oggi una delle più gravi minacce sanitarie globali: l'OMS stima che le infezioni da batteri multiresistenti causino oltre un milione di morti l'anno, con stime che indicano un possibile aumento a 10 milioni di morti annui entro il 2050 se la tendenza non viene invertita.

La storia della penicillina è la storia di come una distrazione, una piastra abbandonata sul bancone di un laboratorio, possa cambiare la storia dell'umanità. Ma è anche la storia di come la scoperta da sola non basti: ci vollero dieci anni, una guerra mondiale e l'impegno industriale di un continente per trasformare quella osservazione in un farmaco che salvava vite ogni giorno. E ci vollero la lungimiranza di Fleming per ricordarci che ogni arma diventa il seme del prossimo problema.

 

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