اكتشاف البنسلين
خلفية عنه

اكتشفت العديد من الثقافات القديمة، بما في ذلك تلك الموجودة في أستراليا والصين ومصر واليونان والهند بشكل مستقل الخصائص المفيدة للفطريات والنباتات في علاج العدوى. معظم هذه العلاجات نجحت لأن العديد من الكائنات الحية، بما في ذلك العديد من أنواع العفن، تنتج بشكل طبيعي مواد مضادة للمضادات الحيوية. ومع ذلك، لم يتمكن الممارسون القدماء من تحديد أو عزل المكونات النشطة في هذه الكائنات بدقة.
أثناء عمله في مستشفى سانت ماري، لندن، في عام 1928، كان الطبيب الأسكتلندي، ألكسندر فليمنج، يدرس نمط الاختلاف في بكتيريا المكورة العنقودية البرتقالية. وقد استوحى أفكاره من اكتشاف الطبيب الأيرلندي جوزيف وارويك بيجر وطالبيه سي آر بولاند وراك أوميرا في كلية ترينيتي في دبلن عام 1927. وجد بيغر وطلابه أنه عندما قاموا بزراعة سلالة معينة من بكتيريا المكورة العنقودية البرتقالية، والتي أطلقوا عليها الحرف "Y" وعزلوها قبل عام من صديد خراج المريض الإبطي، نمت البكتيريا إلى مجموعة متنوعة من السلالات. لقد نشروا اكتشافهم تحت عنوان "المستعمرات المتنوعة للمكورات العنقودية الذهبية " في مجلة علم الأمراض والبكتيريا، و كتبوا ما يلي:
لقد فوجئنا وانزعجنا إلى حد ما عندما وجدنا على عدد من اللوحات أنواعًا مختلفة من المستعمرات التي تختلف تمامًا عن مستعمرة "بكتيريا المكورة العنقودية البرتقالية" النموذجية. وكان بعض هؤلاء أبيض اللون تمامًا و بعضها إما أبيض أو ذو اللون المعتاد حيث كان خشنًا على السطح وبهوامش متعرجة.
تابع فليمنج وباحثه دانييل ميرلين برايس هذه التجربة ولكن تم نقل برايس إلى مختبر آخر في أوائل عام 1928. وبعد بضعة أشهر من العمل بمفرده، انضم الباحث الجديد ستيوارت كرادوك إلى فليمنج. كانت تجربتهم ناجحة وكان فليمنج يخطط ووافق على كتابة تقرير في نظام علم البكتيريا الذي سينشره مجلس البحوث الطبية (MRC) بحلول نهاية عام 1928 في أغسطس، أمضى فليمنج العطلة الصيفية مع عائلته في منزله الريفي The Dhoon في بارتون ميلزفي سوفولك. وقبل أن يغادر مختبره، قام بتلقيح العديد من لوحات الاستنبات ببكتيريا المكورة العنقودية البرتقالية. لقد أبقى الأطباق جانبًا في إحدى زوايا الطاولة بعيدًا عن ضوء الشمس المباشر ولإفساح المجال لكرادوك للعمل في غيابه. أثناء إجازته، تم تعيينه أستاذًا لعلم الجراثيم في كلية الطب بمستشفى سانت ماري في 1 سبتمبر 1928. وصل إلى مختبره في 3 سبتمبر، حيث كان برايس ينتظر لتحيته. عندما قام هو وبرايس بفحص أطباق الاستنبات، وجدوا واحدة ذات غطاء مفتوح ومزرعة ملوثة بالعفن الأزرق والأخضر. في اللوحة الملوثة، لم تنمو البكتيريا حول العفن، في حين نمت تلك الموجودة في أماكن بعيدة بشكل طبيعي، مما يعني أن العفن قتل البكتيريا. وعلق فليمنج وهو يشاهد اللوحة: "هذا مضحك". قال برايس لفليمنج: "هكذا اكتشفت الليزوزيم ". قام فليمينغ بتصوير النتيجة وأخذ عينة من القالب للتعرف عليها قبل حفظ النتيجة باستخدام الفورمالديهايد.
استأنف فليمنج إجازته وعاد في سبتمبر. وفقًا لملاحظاته في 30 أكتوبر، قام بجمع القالب الأصلي وزراعته في أطباق الاستزراع. وبعد أربعة أيام وجد أن الصفائح طورت مستعمرات كبيرة من العفن. وكرر التجربة بنفس نتائج قتل البكتيريا. وروى فيما بعد تجربته:
عندما استيقظت بعد فجر يوم 28 سبتمبر 1928، لم أكن أخطط بالتأكيد لإحداث ثورة في الطب باكتشاف أول مضاد حيوي في العالم، أو قاتل البكتيريا. لكنني أعتقد أن هذا هو بالضبط ما فعلته.
وتوصل إلى أن العفن كان يطلق مادة تمنع نمو البكتيريا، وأنتج مرقًا من العفن ثم ركز المكون المضاد للبكتيريا. وبعد اختباره على بكتيريا مختلفة، وجد أن العفن يمكنه قتل بكتيريا محددة إيجابية الجرام فقط. على سبيل المثال، تم قتل المكورات العنقودية، والمكورات العقدية، وعصية الخناق (الوتدية الخناقية) بسهولة؛ ولكن لم يكن هناك أي تأثير على بكتيريا التيفوئيد (السالمونيلا تيفيموريوم) والبكتيريا التي كان يعتقد أنها تسبب الأنفلونزا (المستدمية النزلية). لقد قام بإعداد طريقة زراعة كبيرة يمكنه من خلالها الحصول على كميات كبيرة من عصير العفن. أطلق على هذا العصير اسم "البنسلين" موضحًا السبب بأنه "لتجنب تكرار العبارة المرهقة إلى حد ما" ترشيح مرق العفن ". اخترع الاسم في 7 مارس 1929. وقدم في محاضرة نوبل تفسيرا إضافيا قائلا:
لقد سئلت كثيرًا عن سبب اختراع اسم "البنسلين". لقد اتبعت ببساطة الخطوط التقليدية تمامًا واخترعت كلمة توضح أن مادة البنسلين مشتقة من نبات من جنس البنسيليوم، تمامًا كما تم اختراع كلمة " ديجيتال " منذ سنوات عديدة للإشارة إلى مادة مشتقة من نبات الديجيتال.
بالنسبة للتأثير على مزارع المكورات العنقودية التي لاحظها فليمنج، يجب أن ينمو العفن قبل أن تبدأ البكتيريا في النمو، لأن البنسلين فعّال فقط على البكتيريا عندما تتكاثر. ومن قبيل الصدفة، كانت درجة الحرارة في المختبر خلال شهر أغسطس هي الدرجة الأولى المثالية لنمو العفن، حيث كانت أقل من 20 °م (68 °ف)، وفي وقت لاحق من الشهر بالنسبة للبكتيريا، عندما تصل إلى 25 °م (77 °ف). ولو لم يترك فليمنج المستنبتات على طاولة مختبره ويضعها في الحاضنة، لما حدثت هذه الظاهرة.
لم يتلق فليمنج أي تدريب في الكيمياء. لقد ترك كل الأعمال الكيميائية لكرادوك، وقال ذات مرة: "أنا عالم بكتيريا، ولست كيميائيًا". في يناير 1929، قام بتعيين فريدريك ريدلي، باحثه السابق الذي درس الكيمياء الحيوية، خصيصًا لدراسة الخواص الكيميائية للعفن. لكنهم لم يتمكنوا من عزل البنسلين، وقبل انتهاء التجارب، ترك كل من كرادوك وريدلي فليمنج للعمل في وظائف أخرى. وبسبب فشله في عزل المركب، تخلى فليمنج عمليا عن إجراء المزيد من الأبحاث حول الجوانب الكيميائية للبنسلين.