Una muffa salvavita: la storia di Alexander Fleming

Di Davide Colli

Alexander Fleming nacque il 6 agosto del 1881 a Lochfield nell’Ayrshire, una regione rurale della Scozia. Fu il terzo di quattro figli nati da Grace Morton, la seconda moglie di Hugh Fleming; aveva anche altri quattro fratellastri, nati dal precedente matrimonio del padre. Trascorse la sua infanzia tra ruscelli, valli e brughiere tipiche della regione e imparò molto dalla sua terra, soprattutto l’attenzione e l’interesse verso i più piccoli fenomeni della natura. Questa dote sarà importante per il suo futuro.

Molti dei suoi fratelli si trasferirono a Londra per studiare, così Alex all’età di 14 anni decise di raggiungerli e iniziò a studiare alla Polytechnic School, con scarsi risultati. Abbattuto da questa esperienza scelse di abbandonare gli studi per iniziare a lavorare, cominciando come impiegato in una compagnia di navigazione, anche questa volta con esiti non buoni. Per un segno del destino, Alex a 20 anni ricevette da un suo zio lontano un’eredità di 20 sterline, che decise di investire in un corso di studi, ovviamente diverso da quello che aveva frequentato in precedenza. Uno dei suoi quattro fratelli lo spinse così a scegliere la Facoltà di medicina presso il Saint Mary’s Hospital di Londra, uno dei più moderni ospedali del tempo, dove entrò nel 1901. Nel 1906 ottenne il College Diploma e nel 1908 il London University Degree con medaglia d’oro. Più che mai entusiasta dei suoi risultati, Alex sembrava deciso a specializzarsi in chirurgia, ma la sua carriera universitaria non passò inosservata. Nella stessa università si trovava infatti sir Almroth Wright, microbiologo professore di patologia e uno dei maggiori esperti nel campo dell’immunologia del tempo, che tra gli altri incarichi era anche a capo di una struttura chiamata The Departement, dove i giovani medici da lui scelti operavano come clinici e come ricercatori. Accortosi del talento del giovane scozzese, lo invitò a collaborare con lui. Qui Fleming comprese l’importanza degli studi sul potenziale del sistema immunitario umano ed impostò le sue ricerche in questa direzione. I tempi di Fleming erano movimentati per la scienza medica, con nuove scoperte che venivano effettuate di continuo. Una delle più celebri di quel periodo fu il SALVARSAN di Paul Ehrlich, un composto a base di arsenico utilizzato nella cura della sifilide, in grado di uccidere l’organismo infettante senza danneggiare il soggetto infettato: venne descritta come una “pallottola magica” in grado di colpire un bersaglio preciso. Fleming ne rimase colpito, tanto che diventò uno dei pochi medici specializzati nella somministrazione di questo farmaco.

Nel 1915, con lo scoppio della Prima Guerra Mondiale, Sir Wright venne nominato colonello e spedito in Francia a Boulogne-sur-Mer con lo scopo di creare un centro di ricerca dove poter studiare le ferite dei soldati. Tali ferite mal curate, insieme con la sporcizia e i residui bellici, erano un ottimo terreno di coltura per la crescita dei batteri. In caso di ferite superficiali la cura consisteva nell’asportazione del tessuto morto, ma nel caso di ferita profonda la questione era più complicata. A quel tempo infatti, in casi di ferite profonde, venivano usati composti quali acido fenico, acido borico e acqua ossigenata, anche se si sapeva che non guarivano completamente, ma avevano un efficacia parziale. Fleming, che era stato spedito in Francia insieme a Sir Wright, dimostrò che questi composti erano in grado di esercitare azione antisettica solo in superficie, non essendo capaci di attaccare i batteri in profondità.

Nel 1918 la guerra finì e Alex tornò a Londra per proseguire le sue ricerche.

Nella capitale inglese, finalmente, le sue continue ricerche e sperimentazioni portarono il giovane scozzese a una grande scoperta, avvenuta in modo del tutto fortuito. Nel 1922, durante il suo lavoro, Fleming prese un forte raffreddore che durò un paio di settimane. Decise così di prelevarsi un campione delle proprie secrezioni nasali ed incubarle su piastra batterica per studiarle meglio. Durante questa operazione una sua lacrima cadde dentro la piastra ma Alexander non ci diede molta importanza. Il giorno dopo riprese la piastra e notò che nella coltura i microbi si erano sviluppato ovunque tranne nel punto in cui era caduta la lacrima. Era ovvio che nella lacrima doveva esserci una sostanza ad azione antisettica in grado di inibire la crescita dei batteri o, meglio ancora, di ucciderli. Proseguendo la ricerca scoprì che questa sostanza era un proteina in grado di distruggere le pareti batteriche, a cui diede il nome di Lisozima: studi più approfonditi rivelarono che tale proteina era abbondantemente presente in numerose secrezioni animali e umane, come ad esempio nelle lacrime e nella saliva. Purtroppo questa proteina presentava solo una blanda attività antimicrobica e non era in grado di uccidere i microrganismi patogeni più aggressivi e resistenti, rendendo inutile il suo utilizzo per le malattie più gravi.

Nel 1928 Fleming diventò titolare della cattedra di Batteriologia della St.Mary. In queglii anni stava conducendo studi sul presunto batterio dell’influenza (solo in seguito si scoprì che l’influenza è di natura virale) e in particolare studiava una famiglia di batteri chiamati Staphilococcus aureus. Verso la fine di agosto decise di prendersi tre giorni di vacanza, e quando tornò riprese in mano le colture che avrebbe dovuto eliminare prima di partire, ma al posto di buttarle via tutte in un colpo preferì dare un’ultima occhiata per sicurezza. Come detto all’inizio, Fleming sin da ragazzino era abituato a osservare anche i più piccoli fenomeni della natura, ai quali molti altri scienziati non prestavano la minima attenzione: questo fu il suo vero punto di forza, abbinato anche a una notevole fortuna. Infatti, se non si fosse messo a riosservare le piastre una per una, non si sarebbe mai accorto che in alcune di esse si erano formate delle muffe e che attorno a queste la presenza batterica era pari a zero; si dice che mentre stava scartando una a una le piastre, una di queste lo fece fermare, girarsi verso il suo assistente ed esclamare “That’s funny”. In seguito queste muffe furono identificate come colonie di Penicillium notatum, le quali potrebbero essere entrate causalmente nella piastra, viste le condizioni non propriamente sterili del laboratorio.

In seguito dichiarò: “Se non fosse stato per la mia precedente esperienza, avrei subito buttato via la piastra perché contaminata, come molti batteriologi devono aver fatto prima di me. E’ molto probabile che altri ricercatori abbiano visto in una coltura gli stessi cambiamenti che ho osservato io, ma, in assenza di un interesse particolare per le sostanze antibatteriche naturali, le colture andate a male siano state immediatamente gettate. Invece di eliminare la coltura contaminata, io feci alcuni esperimenti”.

Come nel caso della secrezione lacrimare, il genere Penicillium doveva contenere una qualche sostanza in grado di inibire la crescita e distruggere i batteri: questa sostanza venne estratta e Fleming, che le diede il nome di Penicillina. Iniziarono così vari esperimenti per studiare le proprietà di questa sostanza, scoprendo che faceva molto più che inibire la carica batterica. La Penicillina era infatti in grado di distruggere le pareti della cellula batterica provocandone la morte, quindi aveva un azione battericida, mentre in quegli anni si era a conoscenza solo di sostanze ad azione batteriostasi, capaci cioè di inibire la crescita dei batteri senza ucciderli. Ma la caratteristica più sorprendente era che la Penicillina fosse completamente innocua sui tessuti organici.

Durante il resto dell’anno Fleming continuò le sue ricerche e i suoi esperimenti sulla Penicillina presentando i suoi risultati l’anno dopo, nel 1929, al Medical Research Club, un’illustre lobby composta dai migliori medici di Londra. L’accoglienza non fu delle migliori, anzi, venne deriso e umiliato. Ma Alex non si tirò indietro, convinto di aver fatto una grande scoperta.

Fleming continuò quindi sulla sua strada, arrivando alla stesura di un articolo Sull’azione batterica delle colture di Penicillium con un attenzione particolare al loro impiego all’isolamento del B. influenzae sul British Journal of Experimental Pathology, focalizzato sul fenomeno dell’antibiosi, che indica l’azione di un organismo che distrugge la vita di un altro per mantenere la propria, come appunto aveva osservato nel caso della Penicillina.

Continuò i suoi esperimenti fino alla fine degli anni Venti, iniziando anche le prime pratiche cliniche sull’uomo, con risultati molto scarsi; il vero problema era che Fleming non era ancora riuscito ad ottenere la purificazione della molecola di Penicillina, in modo da riuscire a concentrarla per renderla più efficace: solo in questo modo, infatti, si poteva sperare di osservare nell’uomo i medesimi effetti sui batteri visti nelle colture di laboratorio. Nel 1936 un gruppo di ricercatori di Oxford, capitanati da Howard Walter Florey, patologo e fisiologo australiano, e dal tedesco Ernst Boris Chain, un biochimico ebreo esule dalla Germania nazista ospitato a Oxford da Florey, dopo aver letto l’articolo pubblicato da Fleming riguardo la sua scoperta iniziarono le loro ricerche per isolare e purificare la Penicillina, in modo da averla concentrata. Ci riuscirono e nel 1940 pubblicarono un articolo sulla rivista The Lancet intitolato Further observations on penicillin dove mostrarono i loro esperimenti sui animali da laboratorio, dimostrando che l’attività della Penicillina estratta è 1000 volte maggiore rispetto alla muffa. Ovviamente Fleming venne a conoscenza di questa pubblicazione e lo stesso anno raggiunse il gruppo di Oxford per collaborare agli studi che portarono alla prima sperimentazione della Penicillina purificata sull’uomo: nel febbraio 1941 un poliziotto di Oxford stava morendo di setticemia e la penicillina quasi lo salvò, ma le scarse riserve della sostanza impedirono il totale trattamento, e in marzo il paziente morì. Il problema era quindi di riuscire a organizzare la produzione in serie dell’antibiotico.

In quegli anni intanto scoppiò la Seconda Guerra Mondiale e, dopo il bombardamento di Londra, Florey e Chain decisero di proseguire i loro studi in America, dove raggiunsero un accordo con la Rockfeller Foundation per le ricerche sulla Penicillina. Dopo lunghe ricerche portate avanti da ricercatori delle università, da alcune case farmaceutiche (Pfeizer su tutte) e con il sostegno dell’esercito statunitense, fu messo a punto un metodo di produzione su larga scala, basato sull’utilizzo del corn steep liquor (CSL o acqua di macerazione), sottoprodotto della fabbricazione dell’amido, e su un ceppo di Penicillium estremamente produttivo, la Penicillium chrysogenum. L’introduzione di tale muffa nel processo di produzione ne aumentò di dieci volte le capacità produttive, lanciando definitivamente l’utilizzo su larga scala della penicillina.

Da allora milioni di persone in tutto il mondo, durante e dopo la guerra, sarebbero stati salvati dal prodotto di questa muffa miracolosa: Fleming aveva dato in questo modo inizio all’era antibiotica. Da allora in poi i ricercatori di tutto il mondo, tra cui anche lo stesso Fleming, hanno investito sempre maggiori energie nella ricerca di nuove molecole con attività antibiotica, permettendo di incrementare sempre più il numero di malattie infettive curabili.

Nel 1943 Fleming fu eletto Fellow of the Royal Society, la più antica e rispettata fra le società scientifiche della Gran Bretagna e nel 1944 venne nominato baronetto. Il 25 ottobre dello stesso anno arrivò a Fleming un telegramma da Stoccolma. Una volta apertolo, il medico scozzese venne a conoscenza che il Premio Nobel per la medicina era stato attribuito a lui, a Florey e a Chain per aver scoperto la Penicillina e molti suoi effetti terapeutici sulle malattie infettive, dando così una degna coronazione a una carriera straordinaria e a una scoperta che, ancora oggi, salva milioni di vite umane in tutto il mondo.

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