Penisilin: Kim? Ne Zaman Keşfetti?

Açıkta bıraktığımız ekmek, peynir gibi yiyecekler bir süre sonra küflenmeye başlar. Bu küfler birer mantar çeşididir. Küf mantarları çürükçül ya da parazit beslenir ve oksijenli solunum yaparlar. Küf mantarları her yerde bulunur, bu mantarların çoğalması için uygun ortam ise nemli ve ılık ortamlardır. Küf mantarları çok sıcak ve çok soğuk ortamlarda yaşayamazlar. Çünkü küf mantarlarının hücrelerinde yer alan enzimler çok sıcak ortamlarda bozulur. Benzer şekilde dondurulmuş ortamlarda da çoğalamazlar, çünkü çok soğuk havalarda hücresel faaliyetleri en aza iner. Yemeklerimizi, bozulmalarını geciktirmek için buzdolabında saklamamızın nedeni de budur.

Peki, küf mantarları ile penisilin ilacı arasında nasıl bir ilişki var? 1928 yılına kadar İngiliz bilim insanı Alexander Fleming bakterileri yok etmek üzerine çalışmalar yapar, fakat başarısız olur. Bir gün, tatil dönüşü laboratuvarına geldiğinde içinde farklı çeşitlerde bakterilerin bulunduğu petri kabını açık unuttuğunu fark eder. Açık unutulan kap küf mantarı ile dolmuştur. Petri kabını temizlemeye hazırlanan Fleming küf mantarının kenarında bulunan jel kıvamındaki yapıda herhangi bir çeşit bakteri topluluğu bulunmadığını fark eder. Oysaki kabın diğer kısımlarında bol miktarda bakteri vardır. Fleming bakterileri yok eden bu yapının Penicillium Notatum adı verilen küf mantarı olduğunu düşünür. Bu mantarların kenarlarında yer alan jöle kıvamındaki sulu kısmına ise penisilin adını verir. Fleming, penisilini küf mantarından ayırmayı başaramaz ve penisilin ile ilgili çalışmalarını 1934 yılında sonlandırır. Konu ile ilgili bir makalesinde ise penisilinin hastalıkların tedavisinde kullanılabileceğini belirtir, ancak genel olarak makalesinde değindiği nokta penisilinin küf mantarına duyarlı bakteriler ile diğer bakterileri birbirinden ayırmasıdır. Yani penisilinin hastalıkların tedavisinde kullanılması Fleming’den sonra başlar.

İnsanoğlu küf mantarının iyileştirici özelliğinin olabileceğini Fleming’den çok daha önce düşünmüştür. Örneğin Antik Mısır’da insanlar yaraların üzerine enfeksiyon kapmamaları için lapa haline getirilen küflü ekmek sürerlermiş. Ancak küf mantarının bir ilaç olan penisilin halini alması için yapılan çalışmalar Fleming’in makalesinden sonra başlar. Fleming’in çalışmalarını inceleyen İngiliz bilim insanları Howard Florey ve Ernst Chain 1939 yılında penisilini laboratuvar ortamında saflaştırmayı başarır. 1940 yılında farelerle yaptıkları deneyde penisilin ilacının enfeksiyon kapmış fareleri iyileştirdiği sonucuna ulaşırlar. 1941 yılında ise ilaç ilk defa bir insan üzerinde kullanılır. Bahçesinde çiçekleri budarken vücuduna diken batan ve bu yüzden enfeksiyon kapan bir polis memuru, Florey ve Chain tarafından tedavi edilir ve hastada iyileşme gözlemlenir, ancak yeteri kadar penisilin üretilemediği için hastalık yeniden nükseder ve polis memuru hayatını kaybeder. Daha sonra yapılan çalışmalarda araştırmacılar birden fazla insanı tedavi etmeye yetecek kadar penisilin üretmeyi başarır ve bu şekilde benzer özellikteki hastaları iyileştirirler.

Penisilin üretiminin yaygınlaşması 2. Dünya Savaşı yıllarına denk gelir. Bu savaş hemen hemen dünya üzerindeki herkesi etkiler. O yıllarda İngiltere’deki fabrikaların birçoğu savaşta kullanılacak ürünler ürettiği için Florey ve Chain penisilin üretiminin İngiltere’de yapılamayacağını düşünürler. Bu yüzden de fikir ve çalışmalarını ilaç üretimi için gereken şartların nispeten daha iyi olduğu Amerika Birleşik Devletleri’ne taşırlar. Penisilinin bir ilaç olarak satışa sunulması ve dünya çapında üne sahip olması ürünün ABD’ye gelmesinden sonra gerçekleşir. Ayrıca bu bilimsel keşif müttefik kuvvetleri yakından ilgilendirir. Penisilin sayesinde müttefik kuvvetler bakterilerin sebep olduğu hastalıklardan daha az etkilenir ve savaşta daha az kayıp verirler. Bilim insanlarının bu buluşu belki de savaşın seyrini değiştiren etmenlerden bir tanesidir. Bunun yanı sıra günümüzde eskiye oranla daha az insan bakterilerin sebep olduğu hastalıklardan hayatını kaybediyor. Fleming, Florey ve Chain bu konuda yaptıkları önemli çalışmalar sayesinde 1945 yılında Nobel Barış Ödülü’ne layık görüldüler.

Peki, penisilin ilacı hangi hastalıklara sebep olan bakterilerin yok edilmesinde kullanılır ve bu hastalıkları nasıl iyileştirir? Vücudumuz enfeksiyon kaptığında akyuvarlar üreterek bakterileri yok eder ve genelde de başarılı olur, ancak bazı durumlarda vücudumuza baş edemeyeceği ölçüde bakteri girer. Bu noktada vücudumuza yardımcı kuvvet olarak antibiyotikler alırız. Bu antibiyotiklerden bir tanesi de penisilindir. Penisilinin içinde Beta lactam halkası adı verilen yapı bulunur. Penisilin, bakterinin hücre duvarına saldırarak hücre duvarını deler. Ancak bakteri yaşamını devam ettirmek için hücre duvarını onarır. Bu, bakterinin savunma mekanizmasıdır. Bunun yanı sıra bakteri, penisilindeki Beta lactam halkasını sindirecek enzimler üretir. Bakteri enzimlerinin penisilinde bulunan Beta lactam halkasını sindirememesi için ilaca bakteri enzimlerinin çalışmasını önleyecek yıkıcı maddeler eklenir ve bakterilerin ölmesi sağlanır. Günümüzde ise birçok bakteri çeşidi penisiline karşı direnç kazanmıştır. Yine de penisilin ilacı frengi, bademcik iltihabı, zatürre, ateşli romatizma, çıban, farenjit ve difteri gibi hastalıklara neden olan bakterilerin yok edilmesinde kullanılmaya devam ediyor.

Kaynaklar:

• http://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/flemingpenicillin.html
• http://www.medicalnewstoday.com/articles/216798.php
• http://www.education.com/science-fair/article/environment-affects-food-mold-spoil/
• http://www.abpischools.org.uk/page/modules/infectiousdiseases_timeline/timeline6.cfm?coSiteNavigation_allTopic=1thnicillin