Cómo se produjo penicilina de forma masiva en plena Guerra Mundial

Rafael Camarillo Blas, Universidad de Castilla-La Mancha

Alexander Fleming fue un joven médico escocés que, tras quedar horrorizado por la gran mortalidad causada por las heridas de metralla infectadas durante la I Guerra Mundial, decidió buscar un nuevo antiséptico.

Un día de verano de 1928, al volver de vacaciones, descubrió que unos cultivos de estafilococos se habían contaminado con un hongo. Este fue más tarde identificado como Penicillium notatum, y la sustancia antibacteriana que segrega recibió el nombre de penicilina.

El descubrimiento hubiera quedado en una mera curiosidad de laboratorio si otros muchos científicos no hubieran trabajado para producir el nuevo producto con la suficiente pureza y a gran escala para dar lugar al antibiótico que hoy todos conocemos.

Hasta aquí llega la historia que mucha gente conoce, pero ¿cómo fue posible sacar a la penicilina del laboratorio y empezar a producirla a gran escala?

Primero tenemos que desplazarnos de Londres a Oxford, al laboratorio de Howard Florey y Ernst Chain. Allí se desarrolló el método de fermentación en superficie, primero en botellas de leche reutilizadas y luego en recipientes diseñados para tal fin.

Para los estudios con animales y el ensayo clínico necesitaban purificar unos 500 litros de caldo de cultivo a la semana. Este increíble trabajo lo hacía un grupo de mujeres, las llamadas “chicas de la penicilina”, que cobraban 2 libras a la semana.

En febrero de 1941 se hizo la primera prueba en humanos. El policía Albert Alexander se había arañado la boca mientras podaba unos rosales y había desarrollado un infección en cara y pulmones. Se recuperó en pocos días, pero acabó muriendo porque las reservas de antibiótico se acabaron.

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Como la II Guerra Mundial impedía seguir con la investigación en Europa, las farmacéuticas inglesas cedieron sus resultados al Gobierno de los Estados Unidos. Era muy importante producir suficiente penicilina para las tropas aliadas, puesto que los alemanes ya usaban la sulfamida.

Howard Florey llevó muestras de penicilina a Andrew Moyer, un investigador del Departamento de Agricultura, en Illinois. En pocas semanas propuso mejoras en el proceso, principalmente sustituir el cultivo en superficie por una fermentación con cultivo sumergido.

¿Quién tendría experiencia en fermentaciones de cultivo sumergido en Estados Unidos? Jasper Kane y John McKeen trabajaban en Pfizer, principal productora de ácido cítrico en fermentadores en profundidad. Como la guerra impedía traer cítricos de Italia, se ideó una forma de sintetizar ácido cítrico con microorganismos. Había una gran demanda de este producto por la ya boyante industria de las bebidas azucaradas.

En un plazo de 6 meses, y a pesar de las limitaciones de la guerra, Pfizer puso a punto una planta de 14 fermentadores de 28 500 litros cada uno. Hacía falta tanto volumen de reacción porque solo se producían 4 gramos de penicilina por cada 10 litros de caldo, y más del 60 % de ellos se perdía durante su purificación.

Utilizando reactores cada vez mayores, cepas de mayor productividad y mejores métodos de recuperación, en 5 años se multiplicó por 800 la producción de penicilina.

Por todo ello, Fleming, Florey y Chain fueron galardonados con el Premio Nobel de Medicina en 1945. En la misma ceremonia de entrega el propio Fleming nos advertía del peligro de generar resistencia a los antibióticos por su uso indiscriminado.

También hay una protagonista femenina en esta historia. La cristalógrafa Dorothy Hodgkin fue galardonada algunos años después con el Nobel de Química por determinar la estructura de muchas biomoléculas, entre otras, la de la penicilina.

Solo unas semanas después de que el proceso industrial de la penicilina estuviera a punto tuvo lugar una de las operaciones más famosas de la II Guerra Mundial: el Desembarco de Normandía. En las primeras 24 horas desembarcaron en Francia 150 000 soldados aliados. Todos contaban en su kit médico con una dosis de penicilina para utilizarla si eran heridos.

De esta manera se cumplía el sueño que Fleming había tenido, 25 años antes, también en Francia. Por cierto, una de las barcazas de desembarco del ejército inglés iba pilotada por el oficial Alec Guinness, que tres décadas después interpretaría en el Episodio IV de Star Wars al maestro jedi Obi-Wan Kenobi.

La penicilina se convirtió en un producto de lujo en la Europa devastada por la guerra, ya que se reservaba su uso para las tropas aliadas. Para muestra la película El tercer hombre (1949), con guión de Graham Greene, en el que se retrata un mercado negro de penicilina adulterada en Viena.

Hubo que esperar hasta el final de la guerra, y ya a los años 50 en España, para que la penicilina llegara al mercado de forma masiva.

Hoy se minusvalora el descubrimiento de Fleming, atribuido a la serendipia. Pero, como dijo Thomas Jefferson, “cuanto más duro trabajo, más suerte tengo”.

Rafael Camarillo Blas, Profesor Titular de Ingeniería Química, Universidad de Castilla-La Mancha

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

Imagen: Shutterstock