Fleming, Chain, Florey och penicillinets läkande kraft

Ett glaslock som glidit av en skål, en forskare som blev nyfiken på vad han såg och en annan forskare som tio år senare läste en bortglömd artikel om händelsen. Det är några av de osannolika sammanträffanden som tillsammans ledde till upptäckandet av penicillinet. Upptäckten har lett till att hundratals miljoner människoliv kunnat räddas och samtidigt gett en förklaring till varför spindelväv och svampar i tusentals år använts för att behandla sår.

Bild: Wikimedia Commons

Alexander Fleming, Ernst Boris Chain och Howard Walter Florey. Flemings upptäckt och Chains och Floreys vidareutveckling av penicillinet har räddat miljoner människor. Många upptäckter har gjorts av en slump, men Flemings kan vara den mest betydelsefulla slumpen av alla.

En dag år 1938 satt doktor Ernst Boris Chain och läste i Radcliffes bibliotek i Oxford.

Chain (1906-1979) var biokemist, men denna dag läste han i en tio år gammal tidskrift om sjukdomar. Chains ögon föll på den knastertorra rubriken "Den antibakteriella verkan av penicillinkulturer med speciellt avseende på deras användning vid isolering av B epidemier", och han började läsa.

När Chain hade slutat var han överlycklig. Här fanns den felande länk han förgäves letat efter - en beskrivning av ett ämne som tog död på bakterier.

Artikeln var skriven av doktor Alexander Fleming (1881-1955). Den gav Chain nyckeln till hur mirakelmedlet penicillin skulle framställas, ett medel som har räddat hundratals miljoner liv och botat sjuka som tidigare var ohjälpligt förlorade.

ANNONS

Data och fakta

1881: Alexander Fleming föds på en skotsk farm. Hans mor är änka och måste ensam ta hand om åtta barn.

1895: Fleming far till London 14 år gammal för att studera teknik. Men han vill studera medicin i stället och tar arbete på kontor för att få pengar till utbildningen.

1914: Första världskriget utbryter. Fleming upptäcker att soldater som fått kulor in i kroppen ofta dör i sårfeber.

1928: Av en slump hamnar det mögel i en bakterieodling. Möglet kan bekämpa bakterierna, och Fleming försöker framställa det i ren form men måste ge upp.

1938: Doktor Chain läser en nio år gammal artikel om Flemings försök. Det ger honom den pusselbit han och kollegan Florey saknat i sina egna försök.

1939: Andra världskriget utbryter, och forskningarna intensifieras.

1940: Åtta möss får en dödlig dos bakterier. Bara de fyra som fått penicillin överlever.

1941: Första lyckade experimentet på en människa.

1943: Rent penicillin kan framställas.

1945: Nobelpris i medicin till Fleming, Chain och Florey.

1955: Fleming dör i en hjärtattack och begravs i S:t Paulskatedralen i London.

Alexander Fleming föddes 1881 på en skotsk farm. Flemings far dog tidigt, och hans mor fick kämpa hårt för att skaffa mat för dagen till sina åtta barn. Varje skoldag gick Fleming till skolan, 6 kilometer dit och 6 kilometer tillbaka. Modern förstod att sonen var begåvad, och 14 år gammal sändes han till en teknisk skola i London. Alexander insåg snart att det var medicin han ville studera.

Bakterierna och deras fiender

Alexander Fleming tog arbete på kontor, arbetade där i fyra år och sparade så mycket som möjligt. Då fick han ett litet arv, som tillsammans med besparingarna gjorde det möjligt att bekosta en medicinsk utbildning.

S:t Marys sjukhus i London tog emot betalande elever, och hit sökte sig Fleming. När Fleming med höga betyg tagit sin examen, blev han erbjuden en plats som assistent hos sir Almroth Wright. Han forskade i hur bakterier förstördes av sina naturliga fiender.

När djur dör börjar bakterierna genast sitt förstörelsearbete, och en kropp som legat död en tid är full av bakterier. Eftersom allt levande förr eller senare återgår till att bli jord, borde ju jorden egentligen inte bestå av annat än bakterier. Men varför är det inte så? Svaret visade sig vara att olika mikroorganismer lever av varandra. Ett allas krig mot alla förs oavbrutet i mikroskopisk skala.

- Livet hindrar livet, hade Louis Pasteur sagt, när han beskrev sin upptäckt att olika bakterier kan bekämpa varandra.

Kanske var det möjligt att finna en organism som angrep bakterier?

Läkare försökte utnyttja de nya kunskaperna genom olika experiment. Ofta utsåg de hellre sig själva till försökspersoner än patienterna. Vid S:t Marys sjukhus dog två läkare som testat nya metoder på sig själva. Fleming själv blev mycket sjuk, när han utsatte sig för ett liknande experiment.

Kulor gav sårfeber

År 1914 utbröt första världskriget och Fleming och Wright reste till Frankrike för att försöka hjälpa de tusentals soldater som riskerade att dö i sårfeber. Fleming upptäckte att en av de vanligaste anledningarna till sårfeber var att soldaterna sårats av kulor och splitter som gått igenom deras bakteriefyllda uniformer och tagit bakterier med sig in i kroppen. Där förökade bakterierna sig snabbt och gjorde även små sår farliga genom infektioner.

Efter kriget återvände Fleming till sitt arbete. Han upptäckte att människans tårar innehöll ett ämne som dödade bakterier. Ämnet, som döptes till lysozym, var dock för svagt. Fleming hade ändå gjort en viktig upptäckt - det var möjligt att hitta ämnen som angrep bakterier.

År 1928 inträffade så den slump som skulle rädda så många människoliv. Fleming hade gjort i ordning en serie glasskålar med odlingar av stafylokockbakterier. Stafylokocker ger bland annat upphov till finnar, bölder och inflammationer. Fleming ställde skålarna på arbetsbänken för att resa på semester. Detta var i slutet av juli.

ANNONS

Zon utan bakterier

Under semestern blev Fleming utnämnd till professor och kom tillbaka till sitt laboratorium. Han började att sortera sina odlingar och skulle just diska bort dem när han såg något konstigt. På en skål hade locket glidit av och i den hade en klump mögel bildats på en platta. Detta var ingenting ovanligt, men vad som fångade Flemings intresse var att stafylokockbakterierna inte tycktes rå på möglet. En klar zon runt möglet var helt fritt från bakterier!

Detta var ett fantastiskt sammanträffande. Tydligen hade något mögel landat på bakterierna i rätt ögonblick. Dessutom var vädret perfekt. En kall vecka följdes av stark värme. I kyla växer mögel snabbare än bakterier. I provet kunde alltså möglet först växa sig tillräckligt starkt under den kalla veckan för att kunna påverka bakterierna. Hade det varit varmt hela tiden, skulle möglet ha uppslukats av bakterierna.

- Det var tydligt att något ovanligt höll på att inträffa, berättade Fleming själv och fortsatte:

- Detta intresserade mig mycket mer än försöken med stafylokocker, så jag avslutade dem omedelbart. Nu är jag glad att jag har varit särskilt intresserad av antiseptiska medel och att jag några år tidigare på ett liknande sätt träffat på ett annat i naturen förekommande antiseptiskt medel: lysozym. Utan denna tidigare erfarenhet hade jag troligen kastat ut skålen, vilket många andra bakteriologer måste ha gjort tidigare...

Istället för att kasta ut den förorenade skålen gjorde Fleming nya undersökningar. Det finns tusentals olika mögelarter och tusentals olika sorters bakterier. Chansen att detta mögel hamnade på rätt plats i rätt ögonblick var lika liten som att vinna högsta vinsten.

Mögelsvampen penicillin

Det som hade fallit ner i skålen var en spor från mögelsvampen penicillium notatum, och när Fleming hade tagit reda på detta, fortsatte han sina försök.

Mögelsvamp Penicillin — Teckningen föreställer en penicillinsvamp. På en agarplatta, som används för att odla mikroorganismer som bakterier, går det att se hur penicillinet börjar angripa bakterierna. Genom att använda olika starkt penicillin är det möjligt att avgöra hur stark dos som behövs mot en viss sjukdom. Det går också att se vilka bakterier som påverkas av penicillin.

Det visade sig att även om möglet späddes ut 500-800 gånger hindrades bakteriernas tillväxt. Svampen var alltså två till tre gånger effektivare än den fenol som Joseph Lister använt vid sina försök att utrota bakterier.

Penicillinet hade dessutom få biverkningar och angrep en rad olika sjukdomar.

Men det var en sak att döda bakterier i en glasskål, en helt annan att utrota stafylokocker som fått fäste i en patients kropp. Det penicillin Fleming hade var svagt och gav inga resultat på patienter. Fleming kunde inte framställa tillräckligt rent penicillin utan körde fast. Hans upptäckt glömdes bort i tio år tills den dag doktor Ernst Boris Chain läste Flemings artikel.

Chain och Florey

Chain arbetade tillsammans med biokemisten Howard Walter Florey (1898-1968) på att hitta en naturlig fiende till bakterier, men resultaten var dåliga. Chain var på väg att ge upp och ägna sig åt något annat när han fann artikeln.

ANNONS

- Det var rena turen, sa Chain efteråt. Jag är biokemist, inte patolog, och ingen kemist skulle komma på idén att läsa en tidskrift i patologi (patologi = läran om sjukdomar) för att hjälpa sin kemiska forskning. Men i Oxford är de två ämnena samlade under samma tak, och den tanken fick mig att gå igenom tidskrifterna.

Chain och Florey tog en kvällspromenad i Oxford, och Chain övertalade Florey. De skulle undersöka penicillinet närmare.

Experiment på möss...

1939 utbröt andra världskriget. Forskarna insåg vilken hjälp penicillinet skulle vara för sårade soldater och ökade sina ansträngningar. I maj 1940 hade Florey och hans medhjälpare Norman Heatley fått fram ett brunt pulver, det första penicillinsaltet. Saltet innehöll bara en procent penicillin - skulle det vara tillräckligt?

Åtta möss fick en dödlig dos streptokockbakterier. En timme senare fick fyra av mössen penicillin. Långt in på natten satt Florey och Heatley vid mössens burar. Fram på morgonen dog de fyra möss som inte fått penicillin. De andra överlevde.

Fleming fick reda på nyheten åtta veckor senare, när han vid frukosten läste rapporten om försöket i läkartidskriften The Lancet. Han reste raka vägen till Oxford - utan att avsluta sin frukost.

…och på människor

Nu måste penicillinet framställas i större skala för att kunna användas vid fronterna. Heatley kom på att penicillinet, som är det aktiva ämnet i mögelsvampen, kunde utvinnas vid låg temperatur med en lösning av eter och syra.

En grupp flickor, studenter och sköterskor, kallades till universitetet. Klädda i rockar, vantar och öronskydd arbetade de så kallade penicillinflickorna i kylrum med att rulla flaskor med mögelsvamp, så att etern kunde dra ur penicillinet. På vintern rullades flaskor i snön på laboratoriets tak. Men framställningen gick alltför långsamt.

1941 gjordes det första experimentet på en människa - en polis som låg döende i blodförgiftning. Han fick penicillin och blev stadigt bättre. Men så tog penicillinet slut, polisen blev sämre igen och dog efter några veckor.

Motgången tog doktor Florey hårt.

- Inga fler försök förrän vi har nog med penicillin, bestämde han.

Några veckor senare fick läkarna en ny chans, då en 15-årig pojke med blodförgiftning togs in på sjukhus. Penicillin sattes in, och den här gången kunde patienten räddas till livet.

Patent

Florey och Heatley insåg att det av kriget nedtyngda Storbritannien inte kunde satsa nog med resurser. De reste till USA med prov på möglet.

De tog inte själva ut patent på framställningen, eftersom de ansåg att deras upptäckt tillhörde allmänheten. I USA var forskare mindre nogräknade. Patent på framställningen togs ut, och Storbritannien tvingades därefter betala för att få använda framställningsmetoderna.

1943 kunde Chain, som hade stannat i Storbritannien, få fram ett hundraprocentigt rent penicillin, och i oktober samma år kunde han kartlägga dess kemiska sammansättning.

I USA hade ett program för att få fram penicillin satts i gång, och 1943 kunde 500 personer behandlas.

Nobelpriset i medicin

När andra världskriget var slut, hade redan tusentals personer fått penicillin, som än idag är ett av de viktigaste läkemedlen i världen. Omkring 30 procent av Sveriges befolkning behandlas med penicillin under ett år.

1945 fick Fleming, Florey och Chain Nobelpriset i medicin. Fleming och Florey adlades i Storbritannien.

När Fleming senare i Paris föreläste om sin upptäckt, underströk han gång på gång den rad av lyckliga omständigheter som lett fram till upptäckten. Hade Fleming inte fått sitt lilla arv kanske han aldrig haft tillfälle att studera medicin. Hade inte möglet hamnat i hans skål och hade inte Chain läst hans artikel hade penicillin kanske varit oupptäckt än idag.

Att svampar och örter kunde användas för att behandla sår har varit känt i tusentals år, bland annat i forntidens Egypten, antikens Grekland och romarriket. Anledningen till att behandlingen fungerade var ofta att bandage med svampar och örter möglade och möglet motverkade bakterier. Men att bakterier orsakade sjukdomar var okänt fram till andra delen av 1800-talet då Louis Pasteur kartlade sambandet. Innan dess visste ingen varför svampar och örter kunde lindra sår.

I romarriket använde soldater spindelväv för att läka sår på hästar. I Europa behandlades sår med uppblött bröd som blandats med spindelväv. Spindelväven innehåller ofta ämnen som har liknande egenskaper som penicillin. Ibland kan även mögelsporer ha fastnat på de klibbiga spindeltrådarna.

Alexander Fleming dog i en hjärtattack 1955. Han begravdes i S:t Paulskatedralen i London. Penicillin kan ha räddat livet på uppemot 200 miljoner människor. Upptäckten fick också andra att fortsätta det arbete penicillinets upptäckare påbörjat.

Andra botemedel...

När penicillinet upptäckts började forskare snart försöka få fram andra medel mot de sjukdomar som penicillin inte bet på.

1943 isolerade den amerikanen Selman Waksman streptomycin. Det visade sig vara verksamt mot tuberkulos. Sextio år efter det att Robert Koch funnit bacillen hade forskarna också hittat ett medel mot den. Ännu ett av mänsklighetens stora plågoris kunde bekämpas.

Streptomycin är till skillnad från penicillin giftigt och måste användas försiktigt. 1952 fick Waksman Nobelpriset i medicin.

Nästa steg var upptäckten av en serie läkemedel som kallas tetracykliner. Dessa är idag ett av de mest använda läkemedlen mot infektioner.

Samtidigt som människan har fått allt bättre medel mot infektioner, har nya bakteriestammar dykt upp som de gamla medlen inte biter på. Nya måste hela tiden forskas fram.

1939 kunde samtliga fall av hjärnhinneinflammation botas med antibiotika, som dessa mediciner kallas. Tjugo år senare kunde endast hälften av fallen botas med de antibiotika som var kända 1939.

LÄS MER: Alexander Fleming

LÄS MER: Historia om läkekonst och sjukdomar

LÄS MER: Vetenskapspersoner och vetenskapshistoria

LÄS MER: Kemins historia

Uppgifter och frågor

Frågor till texten:

När och var föddes Alexander Fleming?
Vad heter det ämne i människans tårar som angriper bakterier?
Vad är penicillin?
Varför insåg Fleming att penicillin kunde motverka bakterier?
Varför kunde inte Fleming utnyttja sin upptäckt till att framställa effektivt läkemedel?
Vilket år kunde för första gången en patient räddas till livet penicillin?
Hur stor del av Sveriges befolkning behandlas varje år med nå form av penicillin?
Hur gick man till väga för att utvinna penicillinet i ren form?
Nämn några andra typer av läkemedel än penicillin och förklara vilka sjukdomar de används.
Varför måste hela tiden nya läkemedel tas fram mot olika sjukdomar?