Alexander Fleming: biografia e contributi

Alexander Fleming (1881-1955) è stato un batteriologo e farmacologo scozzese, vincitore del premio Nobel per la medicina nel 1945 insieme ai suoi colleghi Howard Florey e Ernst Boris Chain, per la scoperta della penicillina.

Fleming ha notato che molti soldati sono morti durante la prima guerra mondiale a causa della sepsi che ha colpito le ferite infette. Gli antisettici usati al momento per curare queste ferite peggiorarono le ferite, fatto che Fleming descrisse in un articolo per la rivista medica The Lancet.

Nonostante questa scoperta, la maggior parte dei medici continuò a usare questi antisettici durante la guerra, anche se in realtà peggiorarono la situazione dei feriti.

Fleming ha continuato la sua ricerca sulla sostanza antibatterica al St. Mary's Hospital e ha scoperto che la muosi nasale ha un effetto inibitorio sulla crescita batterica, che ha portato alla scoperta del lisozima.

biografia

Alexander Fleming nacque il 6 agosto 1881 in Scozia, precisamente nella città di Ayr. La famiglia di Fleming era di origine contadina; Aveva tre fratelli, tutti nati dal secondo matrimonio di suo padre, Hugh Fleming.

Quando Alessandro aveva sette anni suo padre morì. Come risultato di ciò, la tenuta in cui vivevano fu lasciata in carico alla vedova di Hugh Fleming, chiamata Grace Stirling Morton.

I primi studi su Fleming erano alquanto precari, data la situazione economica della famiglia. Questa formazione fu estesa fino al 1894, quando Alessandro aveva tredici anni.

In quel momento Fleming si trasferì a Londra, una città dove lavorava un medico fratellastro. Mentre era lì, Fleming si iscrisse al Royal Polytechnic Institute, situato in Regent Street. Dopo questo ha lavorato in una compagnia di navigazione, all'interno della quale ha lavorato in diversi uffici.

Nel bel mezzo di questo contesto, nel 1900 Fleming decise di arruolarsi nel Reggimento scozzese di Londra, dal momento che voleva partecipare alla guerra boera, tuttavia, la guerra finì prima che avesse l'opportunità di imbarcarsi addirittura nella direzione del conflitto.

Fleming fu caratterizzato per essere un uomo interessato e attratto dalla guerra e dai suoi elementi, motivo per cui rimase membro attivo del reggimento in cui fu registrato molto tempo prima e partecipò alla prima guerra mondiale; infatti, era un ufficiale del Corpo militare dell'esercito reale in territorio francese.

Studi universitari

All'età di 20 anni, Alexander Fleming ricevette una modesta eredità da suo zio John Fleming.

Grazie a questo, Fleming è stato in grado di iniziare i suoi studi presso la St. Mary's Hospital Medical School, che faceva parte dell'Università di Londra. Fu suo fratello dottore a motivarlo a iscriversi a questa istituzione.

Entrò nel 1901 e nel 1906 entrò a far parte del gruppo di lavoro di Almroth Wright, un batteriologo e una figura importante nel campo dell'epidemiologia in generale e dei vaccini. Questo rapporto di lavoro tra Fleming e Wright è durato circa 40 anni.

Fleming si laureò come dottore a pieni voti nel 1908, ottenendo la medaglia d'oro assegnata dall'Università di Londra.

Fase di insegnamento

Dopo aver conseguito la laurea come medico, Fleming è stato professore di batteriologia presso la St. Mary's Hospital Medical School fino al 1914. Un anno dopo, sposò Sarah Marion McElroy, un'infermiera originaria dell'Irlanda e con la quale ebbe un figlio di nome Robert Fleming.

Nel mezzo di questo contesto, Fleming partecipò alla prima guerra mondiale. Il suo lavoro si è concentrato sulla parte occidentale della Francia, negli ospedali da campo.

Fleming adempì a questo compito fino al 1918, quando tornò alla St. Mary's Hospital Medical School e, inoltre, ottenne la nomina a professore di batteriologia presso l'Università di Londra.

Era il 1928 e nello stesso anno Fleming fu nominato direttore del Wright-Fleming Institute of Microbiology, fondato in riconoscimento di Fleming e Almroth Wright. Fleming è stato responsabile di questo istituto fino al 1954.

Ha continuato a insegnare all'Università di Londra fino al 1948, quando è stato nominato professore emerito di questa casa di studi.

Scoperte più importanti

Tra il 1922 e il 1928, Fleming raggiunse le sue due scoperte più importanti: il lisozima, nel 1922 e la penicillina, nel 1928.

Entrambe le scoperte erano molto rilevanti e trascendentali per l'umanità e nel 1945 ha ricevuto il Premio Nobel per la fisiologia e la medicina, condiviso con Ernst Boris Chain e Howard Walter Florey, scienziati americani che hanno anche contribuito con le loro conoscenze per lo sviluppo della penicillina.

Secondo matrimonio e morte

Quattro anni dopo aver ricevuto il premio Nobel, sua moglie Sarah Marion McElroy morì. Nel 1953 Fleming si sposò di nuovo con Amalia Koutsouri-Vourekas, che era anche una dottoressa e lavorò alla St. Mary's Hospital Medical School.

Due anni dopo, l'11 settembre 1955, morì Alexander Fleming. Ha avuto un infarto mentre era a casa; In questo momento, Fleming aveva 74 anni.

Scoperta della penicillina

Si dice che Alexander Fleming arrivò alla scoperta della penicillina quasi per caso (serendipità), derivata da una svista provocata dallo stesso scienziato nel suo laboratorio. Tuttavia, non dovremmo sminuirlo, poiché Fleming era un lavoratore perseverante e dedicato.

La data esatta associata alla scoperta della penicillina è il 15 settembre 1928. Nell'estate dello stesso anno, Fleming si prese una vacanza di due settimane, così lasciò per alcuni giorni il suo laboratorio situato all'Ospedale St. Mary's. Scuola di medicina.

Laboratorio sconvolto

In quel laboratorio, Fleming aveva diverse culture batteriche che stava analizzando; questi batteri si stavano sviluppando su piastre che lo scienziato gli aveva predisposto e che si trovavano in un'area vicino a una finestra.

Dopo due settimane di vacanza, Fleming tornò nel suo laboratorio e notò che molte delle placche avevano una muffa, un elemento che era cresciuto in sua assenza.

Ciò ha portato al fatto che l'esperimento di Fleming era stato danneggiato. Poi, Fleming prese i piatti e li immerse in un disinfettante con l'intenzione di eliminare i batteri che erano stati generati.

Tra tutti i piatti, Fleming era interessato a uno in particolare, che aveva il batterio Staphylococcus aureus : si è scoperto che la muffa che cresceva lì, che era di un colore verde bluastro, aveva ucciso questo batterio.

Questa muffa che cresceva lì si rivelò essere un fungo di notazione del Penicillium, e Fleming realizzò in quel momento che la sostanza era in grado di uccidere il batterio Staphylococcus aureus .

Coltivazione di funghi e altre scoperte

Dopo questo Fleming cercò di coltivare il fungo separatamente, in condizioni controllate, ei risultati ottenuti lo resero solo più convinto dell'effetto dannoso che aveva su questo batterio.

Fleming non si fermò a questa scoperta, ma iniziò a interagire con altri microrganismi con il fungo che scoprì in un primo momento quasi per caso, e si rese conto che c'erano altri batteri che erano stati eliminati anche dallo stampo in questione.

Azar coinvolto

C'è chi ritiene che la scoperta della penicillina fosse piena di elementi casuali, al di là dell'incuria dello scienziato stesso nel suo precedente esperimento.

Ad esempio, è stato scoperto che proprio nell'estate del 1928, a Londra si sono verificati cambiamenti di temperatura più bruschi e più intensi del solito: all'inizio di agosto si sono verificate temperature tra 16 e 20 ° C e successivamente le temperature sono salite a circa 30 ° C.

Questo era importante perché questa oscillazione generava lo scenario perfetto per due elementi che necessitano di temperature molto diverse da generare per lo sviluppo. Il notatum di Penicillium si sviluppa ad una temperatura approssimativa compresa tra 15 e 20 ° C, a differenza dello stafilococco, che necessita di una temperatura di circa 30-31 ° C.

Questo scenario generato per caso ha permesso di sviluppare due elementi sulla stessa superficie, che insieme erano in grado di dimostrare l'effetto che uno aveva sull'altro.

Certo, il caso non sarebbe stato decisivo se non fosse stato per l'occhio critico e la curiosità di Alexander Fleming, che ha deciso di non liquidare il risultato ottenuto, ma di analizzarlo.

Pubblicazione del ritrovamento e dei primi dubbi

Nel 1929 Alexander Fleming pubblicò le sue ricerche e conclusioni nel British Journal of Experimental Pathology, una pubblicazione ampiamente riconosciuta nel campo della medicina.

Nonostante l'importanza che Fleming lo ha visto dall'inizio alla sua scoperta, nella comunità scientifica questa scoperta non ha avuto un grande impatto.

Persino Fleming notò che altri scienziati avevano pubblicato lavori simili ai suoi, in quanto avevano anche identificato alcuni funghi che impedivano la generazione di determinati batteri, e anche questi lavori non erano stati molto importanti.

Tentativi falliti

Fleming continuò a concentrarsi sullo sviluppo della penicillina, e durante gli anni '30 effettuò varie indagini con l'intenzione di raggiungere la purificazione e la stabilizzazione del composto. Nella sua ricerca ha capito che non era facile isolare il composto attivo dal fungo su cui stava lavorando.

Questo gli fece pensare che era molto probabile che, sebbene fosse riuscito a isolare il suddetto composto antibiotico, la produzione del farmaco sarebbe stata molto complessa, e sarebbe stato praticamente impossibile produrre il farmaco in maniera massiccia, in modo che fosse disponibile per tutte le persone.

Inoltre, gli esperimenti che aveva fatto fino a quel momento gli fecero pensare che l'effetto generato dalla penicillina fosse temporaneo e che l'antibiotico non potesse essere attivo abbastanza a lungo da generare un miglioramento significativo nei pazienti.

Tuttavia, questa idea è stata scartata da lui quando ha iniziato a considerare un'applicazione del farmaco in modo non superficiale. Continuò a testare e investigare fino al 1940, quando abbandonò il progetto perché non poteva purificare il composto e non ottenne un altro scienziato interessato a questa ricerca.

analisi

Questo fu solo l'inizio del processo, poiché Alexander Fleming successivamente dovette eseguire vari controlli per verificare quanto fosse sicuro usare il farmaco negli esseri umani e quanto efficace potesse essere una volta all'interno del corpo.

Come si è visto in precedenza, Fleming non ottenne che gli scienziati lo sostenessero, oltre al fatto che il contesto britannico del tempo non ammetteva un investimento molto alto nelle sue indagini, dal momento che la Gran Bretagna fu coinvolta nella Seconda Guerra Mondiale e tutti i suoi sforzi furono diretti verso quel fronte.

Tuttavia, le pubblicazioni delle scoperte fatte da Fleming hanno attraversato gli orizzonti britannici e hanno raggiunto le orecchie di due scienziati americani, che attraverso la Fondazione Rockfeller hanno iniziato a indagare e sperimentare per raggiungere lo sviluppo della penicillina in maniera massiccia.

Questi due scienziati, con cui Fleming condivise il premio Nobel vinto nel 1945, furono Ernst Boris Chain e Howard Walter Florey.

Collaborazione americana

Poiché Alexander Fleming non era un chimico, non ebbe successo nei suoi tentativi di stabilizzare la penicillina. Fu solo dopo 10 anni dei suoi primi esperimenti che la catena biochimica e il dottore Florey mostrarono interesse per questo composto, in particolare per le sue caratteristiche battericide.

Entrambi gli scienziati hanno lavorato presso l'Oxford Institute of Pathology e lì hanno formato una squadra attraverso la quale hanno cercato di analizzare i componenti della penicillina e purificarla, in modo che potesse essere stabilizzata e utilizzata su piccola scala in esperimenti con topi precedentemente infetti.

Questi esperimenti furono positivi, poiché si scoprì che i topi non trattati morivano in conseguenza dell'infezione; D'altra parte, i topi che avevano ricevuto l'antidoto creato con penicillina, sono riusciti a guarire e vivere.

Questo fu l'ultimo controllo che determinò in modo decisivo prima della cura dell'infezione da Staphylococcus aureus .

utilizzo

Queste scoperte si sono verificate nel periodo antecedente la Seconda guerra mondiale, ed è stato proprio lo scenario in cui la penicillina è stata utilizzata maggiormente, in modo tale che è stata persino chiamata "la droga meravigliosa".

Varie infezioni furono curate rapidamente ed efficacemente, il che fu decisivo nel bel mezzo di questa guerra.

C'era un elemento sfavorevole, e cioè che la produzione del farmaco era molto costosa e molto complessa per ottenerla nella maniera massiccia in cui era necessario. Anni dopo questo problema avrebbe trovato una soluzione grazie al lavoro del chimico di origine inglese Dorothy Hodgkin, che riuscì a scoprire la struttura della penicillina attraverso i raggi X.

Ciò ha reso possibile la produzione di penicillina sintetica, che ha permesso una produzione molto meno costosa e più rapida. Insieme alla penicillina sintetica, l'esperimento Hodgkin permise anche la produzione di vari antibiotici le cui basi erano le cefalosporine.

Principali contributi

Guarigione di ferite di guerra

Tra il 1914 e il 1918, Fleming stava lavorando insieme al suo mentore, Sir Almroth Wright, in un ospedale militare a Bolougne, in Francia.

La Grande Guerra lasciò terribili conseguenze tra le truppe alleate, ed entrambi cercarono modi per ottenere il recupero del maggior numero di uomini in un'epoca in cui una semplice ferita poteva portare alla morte.

Fleming si concentrò sul funzionamento degli antisettici usati in quel momento. La sua ricerca ha dimostrato che questi prodotti peggioravano le condizioni delle ferite più profonde, danneggiando le cellule responsabili della difesa del corpo contro i batteri che causano la cancrena e il tetano.

Sebbene lo studio sia stato controverso e ampiamente messo in discussione, è stato un contributo fondamentale al trattamento dei pazienti nelle guerre successive.

Lisozima come enzima antibatterico

Nel 1920, Fleming stava osservando la reazione di una coltura di batteri a cui era caduta una goccia di secrezione nasale, cioè: muco.

L'evento, sebbene esilarante, gli fece vedere che questi batteri erano morti proprio dove cadeva la goccia.

Due anni dopo ha pubblicato una ricerca formale, in cui scopre gli usi del lisozima per combattere alcuni tipi di batteri, senza danneggiare le cellule umane.

Oggi il lisozima è usato nel trattamento delle infezioni orofaringee e di alcune malattie virali, oltre a stimolare alcune reazioni dell'organismo e contribuire all'azione di antibiotici o chemioterapia.

Sebbene sia presente in fluidi umani come lacrime, muco, capelli e unghie, è attualmente estratto artificialmente dagli albumi.

Penicillina: l'antibiotico più importante della storia

Uno dei più famosi fiabe nella storia della scienza ebbe la sua origine quando Alexander Fleming scoprì la penicillina nel 1927. Era tornato da una lunga vacanza con la sua famiglia per trovare il suo laboratorio piuttosto disordinato.

Una cultura di stafilococco era piena di muffe, ma Fleming, invece di scartarla, voleva osservarlo sotto il suo microscopio. Sorprendentemente, lo stampo aveva eliminato tutti i batteri sul suo cammino.

Un'indagine più approfondita gli permise di trovare la sostanza che chiamò penicillina. Questo potente elemento diventerebbe uno dei primi antibiotici efficaci contro le malattie che a quel tempo potevano essere mortali, come la scarlattina, la polmonite, la meningite e la gonorrea.

Il suo lavoro è stato pubblicato nel 1929 nel British Journal of Experimental Pathology.

Miglioramento della penicillina

Sebbene Fleming avesse tutte le risposte, non riusciva a isolare la componente più importante, la penicillina, dalle colture di muffa, per non parlare di produrla in alte concentrazioni.

Fu solo nel 1940 quando un gruppo di esperti biochimici di Oxford riuscì a trovare la corretta struttura molecolare della penicillina: Ernst Boris Chain e Edward Abraham, sotto la tutela di Howard Florey.

Più tardi, un altro scienziato di nome Norman Heatey propose la tecnica che avrebbe permesso di purificare e produrre la sostanza in massa.

Dopo numerosi test clinici e di produzione, la penicillina era commercialmente disponibile nel 1945.

Fleming è stato sempre modesto nel suo ruolo in questa storia, dando più credito ai suoi colleghi Nobel, Chain e Florey; tuttavia, è più che chiaro il suo immenso contributo per l'indagine.

Resistenza agli antibiotici

Molto prima di qualsiasi altro scienziato, Alexander Fleming aveva escogitato l'idea che l'uso scorretto di antibiotici avesse effetti controproducenti sull'organismo, facendo sì che i batteri diventassero sempre più resistenti ai farmaci.

Dopo la commercializzazione della penicillina, il microbiologo si è dedicato ad evidenziare in più discorsi e conferenze che l'antibiotico non dovrebbe essere consumato a meno che non sia realmente necessario, e che se fosse fatto, la dose non dovrebbe essere molto leggera, né dovrebbe essere presa in un periodo troppo breve.

Questo uso scorretto del farmaco consente solo ai batteri che causano la malattia di diventare più forti, peggiorando le condizioni dei pazienti e rendendo difficile il recupero.

Fleming non potrebbe essere più giusto, e infatti, oggi questa è ancora una delle lezioni che i medici tendono a sottolineare di più.