DELLA PENICILLINA E DELLA SUA SCOPERTA

La scoperta della penicillina è stato uno degli eventi che ha cambiato il mondo. Milioni e milioni di persone di tutte le età hanno riavuto salute e vita da questa muffa che distrugge i batteri patogeni.

La penicillina è un antibiotico, cioè un preparato medico che impedisce la crescita e la riproduzione dei germi nocivi all’uomo ed agli animali. Per antibiotico si intende un agente naturale che realizza l’antibiosi (dal greco anti- contro e bios- vita) e per antibiosi si intende la inibizione della crescita e della riproduzione di microrganismi da parte di altri microrganismi. In altre parole l’antibiosi è la proprietà che hanno batteri, lieviti, actinomiceti, funghi inferiori, ecc., di dare reazioni chimiche di sintesi (anabolismo) e di scissione (catabolismo) tali da impedire la crescita di altri microrganismi.

Questo fenomeno, noto sotto il nome di antagonismo microbico, fu osservato e sperimentato già da Mosse nel 1852 con l’applicazione di lieviti sulle ferite e nel 1880 fu studiato da Pasteur, il quale con le sue intuizioni gettava le basi per la rivoluzione ed il progresso della biologia, mentre Metchnikoff ed Erklich aprivano la strada alla dottrina immunologica.

Il mondo, che per millenni aveva cercato invano di battete i “nemici invisibili” applicando sulle ferite ed ulcerazioni del suo corpo impacchi di fango, di terra, di ragnatele e di altri intrugli e anche di muffe ricavate da formaggi fermentati e da pane raffermo, il mondo, incominciava ad intravedere, per merito di questi geniali precursori, uno spiraglio di luce nella lotta contro le infezioni.

Questa era in sintesi la situazione della scienza medica ai tempi in cui il giovane molisano Vincenzo Tiberio iniziava le sue ricerche sui batteri presso l’Istituto di Igiene dell’Università degli Studi di Napoli. Nato a Sepino (piccola cittadina della provincia di Campobasso) il primo maggio 1869, dopo un periodo di assistentato in Patologia Medica passò, sempre nell’Università di Napoli, all’Istituto di Igiene e quivi iniziò le sue ricerche sui batteri.

Allo scopo di indagare sulla potabilità delle acque che i cittadini di Arzano consumavano per uso domestico, un bel giorno si recò in detta località a prelevare campioni di quell’acqua per gli opportuni esami di laboratorio. Con sua grande sorpresa, ripeté i prelievi e gli esami con la maggior attenzione possibile, con il risultato sempre di sterilità. Non convinto dei reperti, si recò sul posto a ispezionare meglio il pozzo e fu così che notò di una abbondante muffa disposta tutta all’intorno delle pareti interne del pozzo.

A questo punto un’idea suggestiva si affacciò alla mente del giovane ricercatore, e cioè che la sterilità dell’acqua potesse essere dovuta alla muffa presente nella cisterna.

Dominato da questo pensiero staccò alcuni ciuffi di muffa e se li portò in laboratorio per l’esame microscopico ed eventuale cultura. La muffa era fatta di Aspergillus flavescens, di Penicillum glaucum e di Mucor mucedo. La sterilità dell’acqua era dovuta alla presenza di queste tre muffe? esisteva un rapporto causa-effetto?

Sospinto da questo pensiero, continuò le sue ricerche e mise in contatto, in vitro, bacilli virulenti del tifo e del colera (e cioè i germi che più frequentemente infettavano le acque della zona) con le muffe in esame e ebbe la riprova della capacità di queste di impedire la sopravvivenza dei germi.

Constatata l’importanza del fenomeno anche su altri batteri, decise di pubblicare i risultati sugli Annali di Igiene Sperimentale , Fascicolo 1 gennaio 1895, dell’Università di Napoli, scrivendo in proposito le seguenti parole: “ Risulta chiaro da queste prove, che nella sostanza cellulare delle muffe esaminate, sono contenuti principi solubili in acqua, forniti di azione battericida: sotto questo riguardo sono più attivi o in maggior copia, quelli dell’Aspergillus flavescens, meno quelli del Mucor mucedo e del Penicillum glaucum. Le proprietà di queste muffe sono di forte ostacolo alla vita e alla propagazione dei batteri patogeni e hanno perciò un’azione preventiva e terapeutica.

A questo punto è chiaro che, almeno sperimentalmente, il Tiberio aveva scoperto la penicillina, quella stessa penicillina che Fleming scoprì 34 anni dopo. Il fatto strano, se non addirittura strabiliante, è che, pur avendo il Tiberio avvertito di risultati ottenuti i suoi diretti superiori, l’evento non ebbe seguito e il tutto rimase seppellito negli Archivi della Università di Napoli

Per la verità c’è da dire che a quei tempi l’Italia era fortemente impegnata nella Campagna d’Africa e che il Tiberio dovette recarsi al fronte. Al ritorno dall’Africa e soltanto nel 1913 poté riprendere i suoi studi sulle muffe, essendo nel frattempo diventato Direttore del Gabinetto Batteriologico di Piedigrotta. Ma appena due anni dopo e precisamente il 7 gennaio 1915, la morte improvvisa lo colse al tavolo di lavoro a soli 46 anni.

Il 13 febbraio 1929 il batteriologo scozzese Alexander Fleming (1881-1955) si presentava al Medical Research Club di Londra per comunicare i risultati delle sue ricerche sulla stessa muffa del Tiberio. Lo scienziato inglese non era a conoscenza delle ricerche del Tiberio, sebbene egli avesse lavorato da sempre e con infinita passione alla ricerca di un mezzo in grado di abbattere finalmente la virulenza dei germi patogeni.

Nel 1921 era riuscito a individuare una sostanza contenuta nelle lacrime, nella pelle, nelle unghie e nei capelli dell’uomo e anche in alcune piante, una sostanza che messa a diretto contatto con una cultura batterica, ne dissolveva i germi. Chiamò il ritrovato “Lisozima” e sperò nelle sue possibilità di applicazione pratica. Ma l’enzima, si dimostrò attivo solo su alcuni batteri ma in effetti di poca efficacia su quelli patogeni.

Anche se profondamente deluso, il Fleming continuò a combattere con immutato vigore la sua lotta contro i germi dell’infezione, sicuro com’era che un giorno o l’altro avrebbe avuto su essi partita vinta.

E così infatti fu’. Il fatidico giorno venne allorché una piastra di coltura colma di colonie batteriche si riempì di muffa mentre la vita degli stafilococchi sottostanti scompariva come per incanto.

Un giovane assistente presente all’avvenimento ebbe a dire: “Quello che mi colpì di più fu che Fleming non si limitò a osservare, ma agì subito. Una quantità di gente osserva convinta che possa essere importante, ma non va al di là della sorpresa”.

Fleming agì tanto rapidamente che già il giorno dopo cominciò a coltivare la muffa. Aveva certamente intuito di essere di fronte a qualcosa di nuovo e di molto importante. Dalle provette passò la muffa in vasche sempre più grandi onde fare alla sua crescita spazio maggiore per un più rigoglioso sviluppo. Mise la muffa opportunamente diluita a contatto con un gran numero di germi ed in particolare con stafilococchi, streptococchi, gonococchi e cioè con alcuni tra i batteri che più frequentemente sono i responsabili delle malattie infettive.

Dopo ripetute constatazioni che la muffa in esame era in grado di uccidere sempre e dovunque i germi patogeni senza per questo riuscire nociva all’uomo (prova su se stesso), Fleming non ebbe più dubbi, aveva finalmente trovato la giusta risposta a quel “qualcosa” che da anni inseguiva, aveva trovato la risposta al suo quotidiano problema.

Si trattava ora di scoprire qual’era questa miracolosa muffa. Malgrado non fosse un esperto in micologia, riuscì presto a identificarla coma Penicillum notatum, un penicillio o fungo cioè della specie notatum (quella del Tiberio era della specie “glaucum “, ma sempre del ceppo Penicillium). Da notare per inciso che i ceppi del Penicillium presentano una grande varietà connessa con la produzione più o meno abbondante di Penicillina.

Giunti a questo punto e quando tutto sembrava potesse risolversi in tempi più o meno brevi, si ebbe un lungo arresto e l’umanità dovette attendere ancora una decina di anni prima di poter sfruttare appieno le conseguenze benefiche di una così importante scoperta. E ciò non solo perché i medici non si resero subito conto dell’importanza e utilità del ritrovato, ma perché le difficoltà di una larga produzione e uso del medicamento risultarono pressoché insuperabili in Inghilterra; tanto è vero che Fleming e i suoi collaboratori Howard Florey e Ernest Chain ( accomunati a Fleming poi e giustamente nel premio Nobel per la medicina nel 1945) dovettero trasferire le loro ricerche presso i laboratori di Peoria nell’Illinois, U.S.A. Qui venne trovata anche un’altra muffa ricavata dai meloni guasti, un Penicillum chrysogenum di più facile approvvigionamento e produzione che permise finalmente l’uso della penicillina su vasta scala.

Migliaia e migliaia di combattenti della seconda guerra mondiale potettero così essere salvati da sicura morte dalla nuova meravigliosa medicina.

Alla fine del 1944 la produzione di penicillina era ormai tanta da autorizzare l’impiego anche per i civili. Comincia così il glorioso cammino per tutto il mondo del primo antibiotico. Alla penicillina originaria si sono poi affiancate altre varietà, come le penicilline semisintetiche (meticillina, oxacillina, carbecillina, ampicillina e derivati). Questi antibiotici sono stati sintetizzati allo scopo di ovviare ai limiti della penicillina originaria e cioè al suo ridotto spettro d’azione, al suo scarso assorbimento intestinale e alla sua possibile allergicità.

Con le nuove penicilline infatti, mantenendo pressoché completa l’assenza di tossicità della penicillina capostipite, è possibile agire efficacemente contro un numero maggiore di batteri gram-positivi e gram-negativi compresi quelli che producono la penicillinasi, un enzima che distrugge la penicillina e rende i batteri resistenti ad essa. Inoltre, la possibilità di essere somministrati anche per bocca, di avere una prolungata durata d’azione, di esporre assai meno al rischio di fenomeni allergici, ha teso questi nuovi farmaci assai più maneggevoli, come si usa dire oggi.

Purtroppo bisogna rilevare come l’uso spesso indiscriminato ed ingiustificato degli antibiotici, abbia indebolito, nel corso degli anni, la loro potenza anti-microbica ed abbia favorito la selezione e la diffusione, soprattutto in ambiente ospedaliero, di ceppi batterici resistenti, capaci di determinare infezioni anche gravi e difficili da curare.

Pertanto la classica ed ormai “vecchia” penicillina conserva a tutt’oggi piena efficacia ed anzi rappresenta, come detto sopra, il farmaco di prima scelta nella cura di diverse malattie infettive, tra le quali ricordo, per la loro rilevanza storica e sociale, la polmonite lobare pneumococcica, la febbre reumatica e la sifilide. Anche per le malattie gonococciche, la terapia di elezione rimane quella penicillinica, anche se da alcuni anni sono segnalate infezioni sostenute da Neisseria gonorrhoeae in grado di produrre penicillinasi e quindi di resistere alla terapia penicillinica.

Da notare che le sempre più numerose manipolazioni diagnostiche, le fleboclisi, i cateterismi, gli apparecchi per terapie inalanti, le prove emodinamiche e tutte le altre indagini strumentali di cui oggi si fa così spesso uso ed anche abuso, inducono a credere che l’attuale aumento delle infezioni respiratorie, di quelle genito-urinarie e ostetrico-ginecologiche, possano essere la conseguenza di queste nuove vie aperte a germi patogeni più difficili da trattare quali stafilococchi, pseudomonas, e gemi anaerobi.

Al tutto bisogna aggiungere i trattamenti immuno-soppressivi, i citostatici, i chemioterapici per la cura dei tumori, che aprono spesso la strada ad infezioni da germi cosiddetti “opportunisti”.

Infine, poiché il DNA delle molecole plasmidiche dei batteri dell’uomo e quello dei batteri degli animali è identico, ne consegue che la resistenza microbica si può instaurare già negli animali in seguito alla somministrazione di antibiotici, ad esempio le tetracicline nei mangimi dei polli.

In questa lotta fra i germi delle infezioni e gli antibiotici accesa su più fronti, la. ricerca medico-scientifica è oggi fortemente impegnata. Sono nati gli antibiotici cosiddetti della “quarta generazione” come i nuovi amino-glicosidi, i macrolidi, le nuove penicilline e le cefalosporine.

Importante è che queste nuove armi vengano usate in modo corretto e soprattutto mirato se vogliamo che conservino la loro preziosità terapeutica. Questo continuo, generale fervore di studi e di ricerche e di scoperte di nuovi antibiotici, è la prova della loro perenne utilità e efficacia nella lotta contro i batteri delle malattie infettive.

A Vincenzo Tiberio e ad Alexander Fleming, che furono i primi a scoprire il primo antibiotico, la penicillina, vada ora e sempre il nostro grato ricordo.