Penisilinin keşfinin öyküsü tek kelimeyle olağanüstüdür. Ayrıca bilim tarihindeki rastlantısal buluş örnekleri arasında en şaşırtıcı olanıdır. Günümüzde Penisilin’in keşfi İskoç bakteriyolog Sir Alexander Fleming’in (1881-1955) adı ile birlikte anılır. Oysa ki Fleming’in keşfinden önce çok sayıda bilim insanının penisilinle karşılaşmış olduğuna dair güçlü kanıtlar var.
Örneğin, antiseptik ameliyat yöntemini geliştiren Joseph Lister, 1871’de elindeki bakteri kültürlerinden birinin yanlışlıkla Penicillium küfünün bulaşmasının ardından büyüyemediğini fark etmişti. Lister birtakım deneyler yaptı, ama elde ettiği sonuçlar kesinlikten uzaktı. Sonrasında da Lister söz konusu küfle ilgili daha fazla araştırma yapmayacaktı. Bu nedenle de penisilinin tarihi Sir Alexander Fleming’le başlıyor.
Alexander Fleming Penisilin’i Tesadüfen Keşfedecekti
Alexander Fleming İskoçya’da bir çiftçinin oğlu olarak dünyaya gelmişti. Aslında ilk işi bir nakliyat şirketinde memurluktu. Ancak bir akrabanın ölümüyle kendisine bir miktar miras kalacaktı. O da bu parayı tıp mesleğine geçmek için kullandı. Devamında da Londra’daki St. Mary Hastanesi’nde tıp eğitimine başladı.
Kendisinin hayatı aslında tamamen tesadüfler ile şekillendi. Örneğin 1922’de nezle olmasına rağmen çalışmalarını sürdürdüğü bir esnada burnundan bir damla sümük, bakteri kültürü yetiştirdiği kaptaki besleyici ortamın yüzeyine damladı.
Birkaç gün sonra bakterilerin sümüğün hemen çevresinde değil, bir miktar uzağında çoğaldığını fark etti. Görünüşe bakılırsa, sümükte bakterilere zarar veren bir madde vardı. Fleming bu maddeye lizozim adını koydu. Sonrasında da çeşitli vücut sıvılarında, yumurta akında ve bitkilerde bulunduğuna dair kanıtlar elde etti.
Lizozim sonradan yaygın olarak üzerinde çalışılan bir protein oldu. Aslına bakarsanız penisilinin bulunuşu da, lizozimin keşfine çok benzer bir şekilde gerçekleşti.
1928’de Fleming hastanede bakteriyoloji profesörlüğüne yükselmişti. Esas araştırma konusu, stafilokoklar diye anılan bir bakteri sınıfının incelenmesiydi. Fleming hastanedeki hastaların vücutlarındaki çıbanlarından aldığı stafilokokları kültür kaplarındaki yetiştirmekteydi.
Fleming 1928 yazında tatile çıkmadan önce üzerinde çalıştığı bakteri kültürü kaplarını, döndüğünde tekrar inceleyebilmek için laboratuvar tezgahının bir ucuna üst üste yerleştirdi. Dönüşünde de kapları incelemeye başladı.
Bu esnada gözüne bir şey ilişti. Kabın bir kenarında tüylü bir mantarımsı küf kabarcığı yer almaktaydı. Ama küfün hemen çevresindeki bölgede pek az sayıda bakteri kolonisi bulunuyordu. Olanlarda ölmekteymiş ya da çoktan ölmüş gibi saydam bir görüntüye sahipti. Küfün çok daha uzağındaki bakterilerse gayet mutlu görünüyorlardı.
Buradaki küfün de, sümükteki lizoziminkine benzer bir işlevi var gibiydi. Hemen kültür kabının fotoğraflarını çektirtti ve kabı bölümündeki bilim insanlarına gösterdi. Fleming kültür kabını da aynen muhafaza etti ve yıllarca sakladı. Bu kap şimdi Londra’daki British Museum’da duruyor.
Fleming sonraki birkaç ayını heyecan içinde küf suyundaki antibakteriyel maddeyi araştırmakla geçirdi. Bu maddeye “penisilin” adını vermişti, çünkü onu üreten küfün Penicillium mantarının bir türü olduğu anlaşılmıştı.
Alexander Fleming Penisilin İle İlgili Araştırmalarında Neredeyse Vazgeçme Noktasına Gelecekti
Penisilinin insan akyuvarlarına yaptığı herhangi bir etki yoktu. Tavşanlara ve farelerle yaptığı çalışmada da hiçbir zararlı etkiyle karşılaşmadı. Hatta Fleming’in araştırma ekibinden bir kişi bir miktar Penicillium küfü yedi ancak o da bir sorunla karşılaşmayacaktı.
Fleming penisilinin özellikleriyle ilgili temel birtakım incelemeler yaptığında, penisilinin hayli etkili olduğu sonucuna vardı. Küf suyu, sekiz yüze bir oranında inceltildiği durumda bile hala bakterilere saldıracak güçteydi. Fleming ayrıca St. Mary Hastanesi’ndeki birkaç hastanın yaralarında da antiseptik olarak karbolik asit yerine penisilin kullandı.
Sonuçlar kimi vakalarda iyiydi ama genelde olağanüstü başarılı oldukları da söylenemezdi. Sonunda Fleming, mikrop öldürmede bir seçenek olarak penisilinden yararlanma düşüncesini bir kenara bıraktı.
Fleming’le beraber çalışanlardan ikisi, daha fazla miktarda penisilin elde edebilmek için penisilini küf suyunun diğer bileşenlerinden ayırmayı denemeye karar verdiler. Ne yazık ki penisilin kararsız bir maddeye benziyordu.
Sonunda da bu işten vazgeçtiler. Bu girişimin ardından, penisilinin arıtılmasana yönelik başka pek fazla çaba harcanmadı. Penisilinin keşfinden sonra bir mucize ilaç olarak kullanıma girmesine kadar, dünyanın on yılı aşkın bir süre beklemesi gerekti.
Penisilin’in Mucize Bir İlaç Olduğunu Ernst Chain Sayesinde Anladık
Penisilinin gücünün açığa çıkarılışı ise İkinci Dünya Savaşı’nın başlarında Oxford Üniversitesi’nde, Profesör Howard Florey’nin başında bulunduğu bir laboratuvarda gerçekleşti. Florey’nin araştırmalarının merkezinde lizozim yer almaktaydı. Araştırmalarında kendisine biyokimya araştırmacısı Ernst Chain eşlik ediyordu.
Fleming’in penisilinin keşfi ve özellikleri üzerine 1929′ da yayımladığı bir makalenin Chain’in ilgisini çekmesi ise dünya tarihini etkileyecekti. Chain bu küften biraz alarak, penisilinin arıtılmasına ve antibakteriyel bir madde olarak oynadığı rolün araştırılmasına yönelik incelemelerine başladı.
Florey 1940 Mayıs’ında Fleming’in on iki yıl önce yapmadığı çok önemli bir deney yaptı. Florey sekiz fareye öldürücü dozda bakteri şırınga etti. Sonra farelerin dördü kendi hallerine bırakılıp, diğer dördüne penisilin iğneleri yapılacaktı. Sonucunda diğerleri ölse de penisilin verilmiş farelerin dördü de hayattaydı.
Deney, birçok fare ve daha yüksek dozlarda bakteriyle defalarca tekrarlandı. Sonucunda Penisilinin etkili olduğu kanıtlanmıştı. Sırada insanlar üzerinde denemesi vardı. Ancak bunun için muazzam miktarda Penicillium küfü gerekliydi.
Bir kaç aylık çalışma sonucunda bu elde edilecekti. 12 Şubat 1941 günü insanlar üzerinde ilk deneme yapıldı. 43 yaşındaki bir polis memuru olan Albert Alexander, bahçesindeki budama işleri sırasında enfeksiyon kapmıştı ve hayati tehlikesi vardı. Albert Alexander’a penisilin enjekte edildi. Hastada birkaç gün içinde iyileşme belirtileri başladı.
Ancak ellerinde yeteri miktarda penisilin olmadığı ve hastaya uygulanmasına devam edilemediği için Albert Alexander birkaç gün sonra hayatını kaybetti. Ne var ki ilacın etkili olduğu yadsınamaz şekilde ortaya çıkmıştı. Kısa bir süre sonra, birçok başka hastaya da penisilin iğnesi yapıldı ve bu defa büyük başarı elde edildi.
Penisilin Üretiminin Yaygınlaştırılması
Florey ve Heatley 1941 yılında, penisiline biraz da olsa ticari ilgi uyandırmak için ABD’ye gittiler. Aradıkları ilgiyi gerçekten de hazır buldular ve böylece endüstriyel yolla penisilin üretimi hayali ABD’ de gerçeğe dönüştü.
ABD’de büyük ölçekli penisilin üretimine geçilmesi, Japonların Pearl Harbor saldırısıyla (Aralık 1941) hemen hemen aynı zamana rastlar. Sivillerdeki ve yaralı askerlerdeki bakteri enfeksiyonlarının tedavisinde penisilinle ulaşılan başarı öyle büyüktü ki sonunda penisilin geniş çapta kabul gördü.
Üretimdeki artış 1944 -45 yılında ivme kazandı. Aynı yıl Alexander Fleming, Howard Florey ve Ernst Chain, penisilin araştırmaları nedeniyle Nobel Ödülü aldı. İngiltere’de ise 1 Haziran 1946’da reçeteli olarak satılmaya başlandı.
Üretimin hızla artması ilacın fiyatının düşmesini de beraberinde getirdi. Penisilinin halkın rahatça ulaşabildiği bir tedaviye dönüşmesi de, bu buluşun milyonlarca insanın hayatını kurtarmasını sağladı.
Çığır açıcı bilimsel keşifler çoğu zaman tek başına çalışan insanların eseri değildir, tarihte gerçek “eureka” anları çok nadir gerçekleşir. Bu nedenle penisilin dendiği zaman akla sadece Alexander Fleming gelmemelidir.
Sonucunda diğer kişilerin katkısı olmasaydı, bu keşif muhtemelen unutulup gidecekti. Konu ile ilgili 2009 yılı yapımı “Kalıpları Kırmak – Breaking the Mould” isimli filmi de izlemenizi öneririz. Ayrıca göz atmak isteyebilirsiniz: Dünyayı Değiştiren Ancak Süreçte Sorun Yaratan 5 İlaç
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- Penicillin’s discoverer predicted our coming post-antibiotic era 70 years ago. Yayınlanma tarihi: 7 Ağustos 2015; Bağlantı: https://www.businessinsider.com/
- Discovery and Development of Penicillin; Bağlantı: https://www.acs.org/
Matematiksel
