Alexander Fleming: biografía, descubrimientos, aportes
Alexander Fleming (1881-1955) fue un bacteriólogo y farmacólogo escocés, ganador del premio Nobel de Medicina en 1945 junto con sus colegas Howard Florey (1898-1968) y Ernst Boris Chain (1906-1979), por el descubrimiento de la penicilina.
Fleming observó que muchos soldados morían durante la Primera Guerra Mundial por la sepsis que afectaba a las heridas infectadas. Los antisépticos que se utilizaban en la época para tratar estas heridas empeoraban las heridas, hecho que Fleming describió en un artículo para la revista médica The Lancet.
A pesar de este descubrimiento, la mayoría de médicos continuaron usando durante la guerra estos antisépticos, a pesar de que en realidad empeoraban la situación de los heridos.
Fleming continuo sus investigaciones sobre sustancias antibacteriales en el Hospital de St. Mary y encontró que la mucosidad nasal tenía un efecto inhibitorio en el crecimiento bacterial, lo cual supuso el descubrimiento de la lisozima.
Biografía de Alexander Fleming
Nacimiento y primeros años
Alexander Fleming nació el 6 de agosto de 1881 en Escocia, específicamente en la localidad de Ayr. La familia de Fleming era de origen campesino; tuvo tres hermanos, todos nacidos del segundo matrimonio de su padre, Hugh Fleming.
Cuando Alexander tenía siete años murió su padre. Como consecuencia de esto, la hacienda en donde vivían quedó a cargo de la viuda de Hugh Fleming, llamada Grace Stirling Morton.
Los primeros estudios de Fleming fueron algo precarios, dada la situación económica de la familia. Esta formación se extendió hasta 1894, cuando Alexander contaba con trece años.
En esta época Fleming se mudó a Londres, ciudad en la que trabajaba un médico hermanastro. Estando allí, Fleming se inscribió en el Royal Polytechnic Institute, ubicado en Regent Street. Tras esto trabajó en una empresa naviera, dentro de la cual se desempeñó en distintas oficinas.
En este contexto, en 1900 Fleming decidió alistarse en el London Scottish Regiment, dado que deseaba participar en la Guerra de los Boers; sin embargo, la guerra terminó antes de que tuviera la oportunidad siquiera de embarcarse en dirección al conflicto.
Fleming fue un hombre interesado y atraído por la guerra y sus elementos, por lo que se mantuvo como miembro activo del regimiento en el que se había inscrito tiempo atrás, además de participar en la Primera Guerra Mundial; de hecho, fue oficial en el Royal Army Medical Corps en el territorio francés.
Estudios universitarios
Al cumplir 20 años, Alexander Fleming recibió una herencia modesta de manos de su tío John Fleming.
Gracias a ello, Fleming pudo iniciar sus estudios en el St. Mary’s Hospital Medical School, que formaba parte de la Universidad de Londres. Fue su hermano médico quien lo motivó a que se inscribiera en dicha institución.
Ingresó allí en 1901 y en 1906 se convirtió en parte del grupo de trabajo de Almroth Wright, bacteriólogo y figura importante en el ámbito de la epidemiología en general y de las vacunas. Esta relación laboral entre Fleming y Wright duró 40 años.
Fleming se graduó como médico con honores en 1908, obteniendo la medalla de oro otorgada por la Universidad de Londres.
Etapa docente
Tras obtener el grado como médico, Fleming fue profesor de bacteriología en St. Mary’s Hospital Medical School hasta 1914. Un año después contrajo nupcias con Sarah Marion McElroy, quien era enfermera originaria de Irlanda y con la cual tuvo un hijo llamado Robert Fleming.
En medio de este contexto se dio la participación de Fleming en la Primera Guerra Mundial. Su labor se centró en la zona occidental de Francia, en los hospitales de campaña.
Fleming cumplió con dicha labor hasta 1918, cuando regresó a St. Mary’s Hospital Medical School y, además, obtuvo el nombramiento de profesor de bacteriología en la Universidad de Londres.
Esto fue en 1928 y en ese mismo año Fleming fue nombrado director del Wright-Fleming Institute of Microbiology, que se fundó en reconocimiento a Fleming y a Almroth Wright. Fleming estuvo a cargo de este instituto hasta 1954.
Siguió dando clases en la Universidad de Londres hasta 1948, cuando fue nombrado profesor emérito de esta casa de estudios.
Descubrimientos más importantes
Entre 1922 y 1928, Fleming alcanzó sus dos descubrimientos más relevantes: la lisozima, en 1922 y la penicilina, en 1928.
Ambos hallazgos fueron muy relevantes y trascendentales para la humanidad, y en 1945 recibió el premio Nobel de Fisiología y Medicina, compartido con Ernst Boris Chain y Howard Walter Florey, científicos norteamericanos que también aportaron sus conocimientos para el desarrollo de la penicilina.
Segunda nupcias y fallecimiento
Cuatro años después de recibir el premio Nobel, su esposa Sarah Marion McElroy murió. En 1953 Fleming se casó de nuevo con Amalia Koutsouri-Vourekas, quien también era médico y trabajaba en St. Mary’s Hospital Medical School.
Dos años más tarde, el 11 de septiembre de 1955, Alexander Fleming falleció. Sufrió un ataque cardiaco mientras se encontraba en su casa; en este momento, Fleming tenía 74 años.
Descubrimiento de la penicilina
Se dice que Alexander Fleming llegó al descubrimiento de la penicilina casi por casualidad (lo que se conoce como serendipia), derivado de un descuido propiciado por el propio científico dentro de su laboratorio. No obstante, no hay que quitarle mérito, ya que Fleming era un trabajador perseverante y dedicado.
La fecha exacta que se asocia con el descubrimiento de la penicilina es el 15 de septiembre de 1928. En el verano de ese año, Fleming tomó unas vacaciones de dos semanas, por lo que dejó por unos días su laboratorio ubicado en St. Mary’s Hospital Medical School.
Laboratorio en desorden
En dicho laboratorio, Fleming tenía varios cultivos de bacterias que estaba analizando; estas bacterias estaban desarrollándose en unas placas que había dispuesto el científico para ello y que estaban en un área cercana a una ventana.
Tras dos semanas de vacaciones, Fleming regresó a su laboratorio y se percató de que varias de las placas tenían moho, elemento que había crecido en su ausencia.
Esto significaba que el experimento que había realizado Fleming se había dañado. Entonces, tomó las placas y las sumergió en un desinfectante con la intención de eliminar las bacterias que se habían generado.
De entre todas las placas, Fleming se interesó por una en particular, en la que tenía la bacteria Staphylococcus aureus: resultó que el moho que creció allí, que era de un color verde azulado, había matado a esta bacteria.
Este moho que creció allí resultó tratarse de hongos de Penicillium notatum, y Fleming se percató en ese momento de que dicha sustancia era capaz de aniquilar a la bacteria Staphylococcus aureus.
Cultivo del hongo y más descubrimientos
Luego de esto Fleming buscó cultivar el hongo por separado, en condiciones controladas, y los resultados que obtuvo solo hicieron que se convenciera aún más del efecto nocivo que este tenía sobre esta bacteria.
Fleming no se detuvo en este descubrimiento, sino que comenzó a hacer interactuar a otros microorganismos con el hongo que descubrió en un principio casi por casualidad, y se dio cuenta de que había otras bacterias que también eran eliminadas por el moho en cuestión.
Azar involucrado
Hay quienes consideran que el descubrimiento de la penicilina estuvo lleno de elementos azarosos, más allá del descuido del propio científico en su experimento anterior.
Por ejemplo, se descubrió que justamente en el verano de 1928 Londres vivió unos cambios de temperatura más abruptos e intensos de lo usual: al comienzo de agosto se experimentaron temperaturas de entre 16 y 20° C, y posteriormente las temperaturas subieron hasta unos 30° C.
Esto fue relevante porque dicha oscilación generó el escenario perfecto para que se desarrollaran dos elementos que necesitan temperaturas muy diferentes para generarse. El Penicillium notatum se desarrolla en una temperatura aproximada de entre 15 y 20° C, a diferencia del estafilococo, que necesita una temperatura de unos 30 a 31° C.
Este escenario generado por el azar permitió que en una misma superficie se desarrollaran dos elementos, que juntos lograron demostrar el efecto que uno tenía sobre el otro.
Por supuesto que el azar no hubiese sido determinante de no ser por el ojo crítico y la curiosidad de Alexander Fleming, que decidió no desechar el resultado obtenido, sino analizarlo.
Publicación del hallazgo y primeras dudas
En 1929 Alexander Fleming publicó sus investigaciones y conclusiones en el British Journal of Experimental Pathology, publicación ampliamente reconocida en el ámbito de la medicina.
A pesar de la importancia que le vio Fleming desde el inicio a su descubrimiento, en la comunidad científica este hallazgo no tuvo mayor repercusión.
Incluso Fleming notó que otros científicos habían publicado trabajos similares al suyo, en cuanto a que también habían identificado ciertos hongos que impedían que se generaran determinadas bacterias, y dichos trabajos tampoco habían tenido mucha trascendencia.
Intentos fallidos
Fleming siguió intentando enfocarse en el desarrollo de la penicilina, y durante la década de 1930 llevó a cabo diversas investigaciones con la intención de lograr purificar y estabilizar el compuesto.
En su investigación se dio cuenta de que no era nada sencillo aislar el compuesto activo del hongo que estaba trabajando.
Esto le hizo pensar que era muy probable que, aunque efectivamente consiguiera aislar dicho compuesto antibiótico, la producción de la droga sería muy compleja, y sería prácticamente imposible producir el medicamento de forma masiva, de manera que estuviera al alcance de todas las personas.
Además, los experimentos que había realizado hasta ese momento le hicieron pensar que el efecto generado por la penicilina resultaba temporal, y que el antibiótico no podía estar activo el tiempo suficiente como para generar una mejoría notable en los pacientes.
Sin embargo, esta noción fue descartada por él mismo cuando comenzó a considerar una aplicación de la droga de forma no superficial. Continuó probando e investigando hasta 1940, cuando desistió del proyecto debido a que no pudo purificar el compuesto y tampoco consiguió a otro científico que se interesara en esta investigación.
Comprobación
Lo anterior fue solo el comienzo del proceso, dado que posteriormente Alexander Fleming tuvo que realizar diversas comprobaciones para verificar qué tan seguro era utilizar el medicamento en los seres humanos, y qué tan efectivo podía ser una vez dentro del organismo.
Como se vio anteriormente, Fleming no consiguió científicos que le apoyaran, además de que el contexto británico de la época no admitía una inversión muy elevada en sus investigaciones, dado que Gran Bretaña estaba involucrada en la Segunda Guerra Mundial, y todos sus esfuerzos estaban dirigidos hacia ese frente.
Sin embargo, las publicaciones de los hallazgos hechos por Fleming traspasaron los horizontes británicos y llegaron a oídos de dos científicos norteamericanos, quienes a través de la Fundación Rockfeller comenzaron a investigar y experimentar para lograr el desarrollo de la penicilina de forma masiva.
Estos dos científicos, con quienes Fleming compartió el premio Nobel que obtuvo en 1945, fueron Ernst Boris Chain y Howard Walter Florey.
Colaboración estadounidense
Dado que Alexander Fleming no era químico, no tuvo éxito en sus intentos por estabilizar la penicilina. Solo fue luego de 10 años de sus primeros experimentos cuando el bioquímico Chain y el médico Florey mostraron el interés en este compuesto, específicamente por sus características bactericidas.
Ambos científicos trabajaban en el Oxford Institute of Pathology y allí formaron un equipo a través del cual buscaron analizar los componentes de la penicilina y purificarla, de forma que fuera posible estabilizarla y utilizarla en pequeña escala en experimentos con ratones que habían sido infectados previamente.
Estos experimentos resultaron positivos, dado que se comprobó que los ratones sin tratamiento morían como consecuencia de la infección; en cambio, los ratones a los que se les había dado el antídoto creado a base de penicilina, lograban curarse y vivir.
Esta fue la comprobación última que determinó de forma determinante que se estaba ante la cura de la infección por Staphylococcus aureus.
Utilización
Estos descubrimientos ocurrieron en la época precedente a la Segunda Guerra Mundial, y fue justamente ese escenario en el que más se utilizó la penicilina, de tal forma que incluso fue nombrada como “la droga maravillosa”.
Diversas infecciones se curaron de forma rápida y efectiva, lo que fue determinante en medio de este conflicto bélico.
Hubo un elemento desfavorable, y es que la producción de la droga resultaba muy costosa y muy compleja para obtenerla de la forma masiva en la que era necesaria. Años después este problema encontraría una solución gracias a la labor de la química de origen inglés Dorothy Hodgkin, quien logró descubrir la estructura de la penicilina a través de rayos X.
Esto hizo posible que se produjera penicilina sintética, que permitía una producción mucho menos costosa y más rápida. A la par de la penicilina sintética, el experimento de Hodgkin también permitió la producción de diversos antibióticos cuyas bases eran las cefalosporinas.
Principales aportes de Fleming
Curación de heridas de guerra
Entre 1914 y 1918, Fleming se encontraba trabajando junto con su mentor, Sir Almroth Wright, en un hospital militar de Bolougne, Francia.
La Gran Guerra dejaba terribles secuelas entre las tropas aliadas, y ambos buscaban maneras de lograr la recuperación de la mayor cantidad de hombres en una época donde una simple herida podía llevarlos a la muerte.
Fleming se centró en el funcionamiento de los antisépticos utilizados en aquella época. Su investigación logró demostrar que estos productos empeoraban las condiciones de las heridas más profundas, dañando las células encargadas de defender al cuerpo contra las bacterias causantes de la gangrena y el tétano.
Aunque el estudio fue polémico y ampliamente cuestionado, constituyó un aporte crucial para el tratamiento de los pacientes en las subsecuentes guerras.
La lisozima como enzima antibacterial
En 1920, Fleming se encontraba observando la reacción de un cultivo de bacterias a las cuales les había caído una gota de flujo nasal, es decir: moco.
El evento, aunque hilarante, le hizo ver que estas bacterias habían muerto justo en el lugar donde cayó la gota.
Dos años después publicaría la investigación formal, donde descubre los usos de la lisozima para combatir cierto tipo de bacterias, sin dañar las células humanas.
Hoy la lisozima se utiliza en el tratamiento de infecciones bucofaríngeas y ciertas enfermedades virales, así como para estimular algunas reacciones del organismo y para contribuir a la acción de antibióticos o quimioterápicos.
Aunque se encuentra en fluidos humanos como las lágrimas, los mocos, el cabello y las uñas, actualmente se extrae de forma artificial a partir de las claras de huevo.
La penicilina: el antibiótico más importante de la historia
Luego de haber descubierto la existencia de un hongo que podía matar la bacteria de estafilococo en 1928, sus investigaciones más minuciosas le permitieron dar con la sustancia a la que él mismo llamó penicilina.
Este poderoso elemento se convertiría en uno de los primeros antibióticos eficaces contra enfermedades que en ese entonces podían ser mortales, como fiebre escarlata, neumonía, meningitis y gonorrea.
Su trabajo fue publicado en 1929 en el British Journal of Experimental Pathology.
Perfeccionamiento de la penicilina
Aunque Fleming tenía todas las respuestas, no lograba aislar el componente más importante, la penicilina, de los cultivos de moho, ni mucho menos producirlo en altas concentraciones.
No fue sino hasta 1940 cuando un equipo de expertos bioquímicos en Oxford logró dar con la estructura molecular correcta de la penicilina: Ernst Boris Chain y Edward Abraham, bajo la tutela de Howard Florey.
Más adelante, un biólogo llamado Norman Heatey (1911-2004) propuso la técnica que permitiría purificar y producir la sustancia en masa.
Después de muchas pruebas clínicas y de fabricación, la penicilina se logró distribuir comercialmente en 1945.
Fleming siempre fue modesto en cuanto a su papel en esta historia, dándole mayor crédito a sus compañeros de Nobel, Chain y Florey; sin embargo, queda más que claro su inmenso aporte para la investigación.
Resistencia a los antibióticos
Mucho antes que cualquier otro científico, Alexander Fleming había dado con la idea de que el uso incorrecto de los antibióticos tiene efectos contraproducentes en el organismo, haciendo que las bacterias se vuelvan cada vez más resistentes a la medicación.
Luego de la comercialización de la penicilina, el microbiólogo se dedicó a remarcar en múltiples discursos y conferencias que el antibiótico no debe ser consumido a menos que sea realmente necesario, y que de hacerlo, la dosis no debe ser muy ligera, ni debe tomarse en un periodo demasiado corto.
Este uso incorrecto del medicamento solo permite que las bacterias causantes de la enfermedad se hagan más fuertes, empeorando la condición de los pacientes y dificultando su recuperación.
Fleming no podía tener más razón, y de hecho, hoy en día esta sigue siendo una de las lecciones en la que los médicos siguen haciendo énfasis.
Referencias
- Biography.com Editors. (2017). Alexander Fleming Biography.com.: A&E Television Networks. Recuperado de biography.com
- Autor desconocido. (2009). Alexander Fleming (1881-1955). Edimburgo, Escocia.: National Library of Scotland. Recuperado de digital.nls.uk
- Equipo de redacción de IQB. (2010). LISOZIMA. Buenos Aires, Argentina.: Centro colaborador de La Administración Nacional de Medicamentos, alimentos y Tecnología Médica -ANMAT-. Recuperado de iqb.es
- The Doc. (2015). Alexander Fleming.: Famous Scientists. Recuperado de famousscientists.org
- Alexander Fleming. (Sin fecha). En Wikipedia. Recuperado el 10 de Diciembre de 2017 de en.wikipedia.org
- Alexander Fleming (1881-1955): A noble life in science. (Sin fecha) En British Library. Recuperado el 10 de Diciembre de 2017 de bl.uk