Avatares de la penicilina

Cuando los soldados Aliados desembarcaron en Normandía en junio de 1944, en el llamado ‘Día D’, de la Segunda Guerra Mundial, llevaban consigo una nueva arma que les daría una gran ventaja sobre los combatientes alemanes: la penicilina. 

Probada en humanos tres años antes, el proceso para obtener la penicilina era tan complicado y artesanal que se necesitaba un año de trabajo intenso para obtener la cantidad suficiente para tratar a una sola persona. 

Pero Estados Unidos puso toda su maquinaria científica y farmacéutica a trabajar para buscar la manera de conseguir que los militares tuvieran para el ‘Día D’ el antibiótico suficiente para curar las infecciones de 300 mil soldados. 

Para algunos, el ‘Proyecto Penicilina’ fue más grande y demandante que el ‘Proyecto Manhattan’ que llevó a producir la primera bomba atómica.

Los descubridores se van a América
Tras el descubrimiento de la penicilina por el británico Alexander Fleming, en 1928, fueron los también científicos británicos Howard Florey y Norman Heatley, los que descubrieron el uso terapéutico de este ingrediente en 1941. 

Cuando lo probaron no lograron salvar a su primer paciente, un policía inglés, porque al quinto día de tratamiento se había acabado todo el antibiótico purificado que habían logrado producir en un año. 

Sin embargo, quedaron convencidos de que un fármaco que pudiera combatir las infecciones, que en ese entonces era la primera causa de muerte de los heridos, le daría una gran ventaja al país que lo obtuviera primero.

Pero en aquel tiempo, con los alemanes bombardeando sin cesar y con la amenaza real de una invasión a Gran Bretaña, las autoridades británicas no estaban dispuestas a desviar recursos para otros propósitos que no fuera el esfuerzo bélico que llevara a proteger al país. 

Así que, con una muestra de Penicillium notatum, el moho del que obtenían la penicilina, Florey y Heatley decidieron trasladarse a Estados Unidos en el verano de 1941. Y allí encontraron el apoyo científico y financiero para tratar de producir la penicilina en grandes cantidades.

El gran reto
La disponibilidad de penicilina en 1941 no bastaba para curar a una sola persona. Pero tres años después, había suficiente para tratar a tres millones de soldados.

“Sin la intervención de Estados Unidos no habría sido posible la producción masiva de la penicilina”, dice el profesor de bacteriología de la Universidad de Wisconsin-Madison, Marcin Filutowicz .

Para lograrlo fue necesario poner a trabajar 40 laboratorios de investigación, cuatro grandes empresas farmacéuticas, una decena de universidades y una treintena de laboratorios docentes, que se afanaron en la búsqueda de una variedad de moho que fuera de alto rendimiento.

Al principio los avances fueron lentos. Usando la penicilina obtenida de la cepa traída por Florey y Heatley, los científicos trataron al primer paciente estadounidense en marzo de 1942, para curarle una septicemia. 

La infección remitió por completo, pero a costa de agotar la mitad de la producción de penicilina obtenida durante un año. Se necesitaban entre uno y dos millones de unidades de penicilina para tratar una infección, administradas en ampollas inyectables de 100, 000 a 300,000 unidades. 

Parecía una misión imposible
Cuando los científicos ingleses llegaron a Estados con las muestras del hongo del que se obtenía la penicilina, lograban producir cuatro unidades del antibiótico por mililitro.

Para finales del primer año ya lograban 40 unidades por mililitro, 10 veces más, pero aún insuficientes (la idea era contar con un procedimiento que permitiera obtener miles de millones de unidades de penicilina en poco tiempo). 

Parecía imposible, pero un hecho fortuito vino al rescate cuando una asistente de laboratorio, llamada Mary Hunt, compró un melón ya mohoso en una frutería de Peoria. Comprobaron que ese moho era de otra especie, la Penicillium chrysogenum, que producía 100 veces más penicilina en estado natural, que los otros mohos.

Se enviaron muestras del moho del melón a varias universidades del país para que trataran de encontrar una manera de aumentar ese rendimiento. 
Fue así como la microbióloga Elizabeth McCoy, de la Universidad de Wisconsin, en Madison, logró identificar la cepa más prometedora del hongo.

 Tras someterla a radiación ultravioleta para inducirle mutaciones, McCoy logró la Q-176, la cepa más productiva del proyecto, que permitió crecer la producción de penicilina a escala exponencial: de 400 millones de unidades de penicilina producidas en junio de 1943 se pasó a 117 mil millones de unidades en junio de 1944.

 Esa fue la cepa que acabó siendo utilizada para proveer de penicilina a los soldados del Ejército Aliado que desembarcaron en Normandía

Un formato diferente
La penicilina es uno de los pocos ingredientes que se reportan en ‘unidades internacionales’ (ui); otros ingredientes incluyen algunas vitaminas, como por ejemplo, la vitamina E (de esta vitamina el alfatocoferol, betatocoferol  y gammatocoferol, se reportan en ‘unidades internaciones’ (ui).

Los ‘ingredientes activos’ de los medicamentos por lo regular se expresan en gramos (g), miligramos (mg) o microgramos (mcg). Y también en ‘partes por millón’ (ppm) o en porcentajes (%). Pero una forma menos común  de expresar los ingredients activos son las llamadas ‘unidades internaciones’ (ui).

Una ‘unidad internacional’ es la cantidad más pequeña de ‘principio activo’ asociada a una sustancia.

Por ejemplo, una ‘unidad de penicilina’ es equivalente a 0.6 microgramos de penicilina sódica pura.

Por lo tanto, 1,000,000, es decir, un millón de ‘unidades de penicilina’ = 600,000 microgramos de penicilina sódica. O lo que es lo mismo = 600 miligramos de penicilina.

En resumen, un millón de unidades de penicilina = 600 miligramos de penicilina sódica.

Para hacer los cálculos recuerde que:

1 gramo (g) = 1,000 miligramos (mg)
1 gramo (g) = 1,000,000 de microgramos (mcg)
1 miligramo (mg) = 1,000 microgramos (mcg). 

40 unidades de penicilina se producían en el verano de 1941.
400 millones de unidades se producían en el verano de 1943.