Dalla muffa agli antibiotici

di Giovanni Pellegri

Non è possibile comprendere l’importanza della scoperta degli antibiotici senza immergersi per un attimo nell'Europa di inizio secolo. Le malattie batteriche, come la tubercolosi, la difterite, la pertosse o il tetano, regnavano ed erano compagne abituali di vita e di morte del popolo come dei sovrani. Anche un semplice graffio ad una gamba poteva mutare in dramma: se nella ferita si annidava il temibile batterio Clostridium welchii, in pochi giorni l’arto si gonfiava con il gas prodotto dal germe, trasformandosi in una cancrena nera. Il malato a questo punto aveva poca scelta: perdere la gamba o la vita. Il pneumococco, un altro batterio, causava invece delle forme di polmoniti molto pericolose che portavano nei casi più gravi ad un accumulo di pus nella cavità pleurica. Il trattamento consisteva nel segare una o più costole e inserire un drenaggio per evacuare il pus, ma l’intervento non sempre serviva a salvare la vita del malato. I bambini morivano soffocati di difterite, mentre il tifo e il paratifo causavano gravi febbri intestinali con esito mortale. Gli streptococchi e gli stafilococchi causavano infezioni acute ai reni, alla vescica o all'intestino. La sifilide e la gonorrea, anche se tenute nascoste, erano un vero flagello per tutti i ranghi sociali. Nel 1918 il colpo di grazia venne dalla Spagnola, le infezioni batteriche aggravarono gli effetti del virus dell'influenza, provocando milioni di morti.

La crociata contro le infezioni
A parte qualche raro vaccino, la medicina non possedeva valide armi terapeutiche. Il trattamento delle infezioni batteriche consisteva, quando era possibile, nel lavaggio delle zone infette con degli antisettici chimici, che distruggevano i germi ma purtroppo anche parte del tessuto. Durante la prima Guerra Mondiale migliaia di soldati morirono al fronte per semplici infezioni, le ferite si trasformavano spesso in cancrene putride che obbligavano i medici a effettuare molte amputazioni. Almroth Wright, un professore di patologia e batteriologia al St.Mary's di Londra, con la collaborazione di Alexander Fleming, un medico scozzese, decise allora di intraprendere una crociata contro i microbi. Convinti dell'inefficienza degli antisettici utilizzati fino allora, ricercarono nuove sostanze capaci di curare le infezioni batteriche.

La scoperta della penicillina
A Fleming piaceva sperimentare tutto quello che gli passava fra le mani. Una sera facendo un po' d'ordine si accorse che in una coltura batterica cui aveva aggiunto un po' del suo muco nasale, i batteri faticavano a svilupparsi. Scoprì così il primo agente antibatterico naturale che battezzò lisozima. Dopo parecchi anni di sperimentazioni si accorse però che l'azione del lisozima era assai limitata e molti germi patogeni sfuggivano al suo potere antibatterico.
Fu ancora la fortuna ad aiutare Fleming quando dimenticò qualche piastra contenenti delle colture batteriche sul suo tavolo. Al suo ritorno dalle vacanze, si accorse che una spora di una muffa aveva contaminato la piastra, un fatto banale e ricorrente nei laboratori di microbiologia. Fleming, non gettò la coltura nel cestino, come avrebbe fatto qualsiasi altro microbiologo, ma la fece rigirare più volte fra le mani. I suoi occhi osservavano un fatto inaspettato: i batteri non si erano sviluppati attorno alla muffa. Il caso volle infatti che la muffa appartenesse ad una rarissima specie (Penicillum natatum) capace di produrre una sostanza antibatterica, inoltre una particolare coincidenza climatica rese possibile la crescita simultanea dei batteri e della muffa. Quel mese di vacanza fruttò a Fleming più di cinquant’anni di lavoro, senza fatica aveva trovato il primo antibiotico della storia: la penicillina.

Una scoperta senza applicazioni terapeutiche
Come per il lisozima, l'entusiasmo fu subito ridimensionato, infatti l’applicazione terapeutica della penicillina non ebbe successo. Era una sostanza difficile da purificare, molto instabile e quando veniva iniettata era subito eliminata dall'organismo. Anche il trattamento locale delle ferite non dava i risultati sperati. Fu quindi utilizzata unicamente come sostanza da laboratorio per selezionare alcune specie batteriche. In seguito ci si accorse che la scoperta non era nemmeno originale perché altri scienziati, alcuni decenni prima di Fleming, avevano già descritto l'effetto inibitore di alcune muffe sulla crescita batterica. Per ben 12 anni Fleming ebbe nel suo laboratorio la sostanza magica che avrebbe rivoluzionato la medicina, ma non sapeva come utilizzarla. La svolta arrivò quando due giovani ricercatori di Oxford chiesero un po' di quella muffa a Fleming. Si chiamavano Ernst Chain, un biochimico di origine ebrea e Howard Florey un medico australiano.

Florey e Chain: scoprono l'uso della penicillina
Florey e Chain appena ricevettero la muffa organizzarono un impressionante progetto di ricerca, dettato da ritmi di lavoro intensi e infinite analisi scientifiche. Intuirono l'importanza della penicillina e capirono che per studiare il suo effetto bisognava riuscire a purificarne una grande quantità. Il tre settembre 1939, tre giorni dopo la dichiarazione di guerra dell'Inghilterra alla Germania, Florey richiese dei fondi per cominciare le sue ricerche, anche se in pochi credevano nella penicillina e i soldi mancavano. Dapprima migliorarono i protocolli di Fleming, perfezionando le tecniche di estrazione e in seguito analizzarono l'effetto della sostanza su un organismo vivente. Nel mese di marzo del 1940 Florey e Chain possedevano 100 mg di penicillina e ne iniettarono 20 mg ad un topo scoprendo che la penicillina non aveva effetti tossici. Passarono subito alla seconda tappa, sapere se la penicillina aveva effetti terapeutici. Iniettarono a otto topi 100 milioni di batteri patogeni e a quattro di essi somministrarono della penicillina. I risultati furono a dir poco miracolosi: i topi che avevano ricevuto la penicillina si salvarono, gli altri morirono. Ripeterono più volte l'esperimento affinando il metodo, i tempi, le concentrazioni e pubblicarono i risultati il 24 agosto del 1940 sulla rivista medica "The Lancet". La penicillina era una potente sostanza antibatterica capace di guarire infezioni gravi. Questa strabiliante scoperta resterà una tappa fondamentale nel cammino della storia della medicina.

Dal topo all'uomo
Sorgeva ora un altro problema: l'uomo è mille volte più grande di un topo. Bisognava produrre la penicillina come si produceva il pane. Le industrie farmaceutiche erano però restie in tempo di guerra ad investire i loro fondi in una muffa, così Florey prese una decisione coraggiosa: trasformò il suo laboratorio in un centro di produzione di penicillina. Pochi giorni prima del Natale 1940 ritirò da un artigiano 600 recipienti, raccolse qualche bidone del latte, assunse degli operai e convertì le sale del suo laboratorio in locali di estrazione e purificazione della penicillina. Coltivava così 500 litri di coltura della muffa ogni settimana, una quantità sufficiente per curare cinque o sei pazienti! Due mesi più tardi Florey possedeva abbastanza penicillina per i primi test clinici, i risultati furono spettacolari. Anziani, adulti e bambini guarivano da mali incurabili. Alcune ditte farmaceutiche americane cominciarono allora a produrre il nuovo magico antibiotico a livelli industriali e dai pochi grammi nel 1940, si passò nel 1945 ad una produzione sufficiente per 250'000 malati. Florey e Chain avevano rivoluzionato la medicina regalando a milioni di persone la guarigione da malattie fino allora incurabili.

A chi il merito della scoperta?
A chi bisogna assegnare il merito della scoperta della penicillina? A Fleming che la scoprì casualmente senza trovare un'applicazione terapeutica o a Florey e a Chain che grazie a un lungo e meticoloso lavoro scientifico scoprirono le virtù di questa sostanza trasformandola in un prezioso medicamento? Anche se la commissione dei Nobel attribuì il prestigioso premio a tutti e tre, la gloria fu unicamente per Fleming. Dopo i successi terapeutici della penicillina, Florey e Chain, continuarono le ricerche, mentre Fleming non perdeva una sola occasione per incontrare giornalisti. L'immagine veicolata dai media fu subito distorta: all'opinione pubblica piaceva l'immagine del povero ricercatore scozzese che, dopo anni di assidue ricerche e enormi sacrifici, ha donato all'umanità un medicamento miracoloso. Questa campagna di incoronamento di Fleming e di esclusione di Florey e Chain, fu sostenuta anche da Wright (il direttore del laboratorio di Fleming) che seppe sfruttare l'occasione per rilanciare finanziariamente il suo laboratorio. I più grandi giornali dedicarono intere pagine a Fleming che ricevette 25 titoli onorifici, 15 cittadinanze d'onore, 140 decorazioni e tanti altri premi, raramente la stampa citava Florey e Chain. E mentre Fleming appariva sulle copertine delle più popolari riviste mondiali, Florey scoprì nuovi antibiotici, diede un sostanziale impulso all'immunologia, fondò la migliore scuola di patologia sperimentale del mondo e fu uno dei fondatori dell'Australian National University.
Se Fleming è ricordato come l'uomo della penicillina - persino un cratere lunare porta il suo nome -, la nostra gratitudine va soprattutto a Florey e Chain, che nell'ombra hanno scoperto l'applicazione terapeutica della penicillina.