1928’de Alexander Fleming tatilden döndüğünde, laboratuvarındaki petri kaplarından birinde tuhaf bir şey fark etti. Küfün çevresinde bakteriler büyümemişti.
Bu gözlem, penisilinin keşfine giden yolu açtı. Ancak Fleming’in bulgusu hemen bir ilaca dönüşmedi. Aradan on yıldan fazla zaman geçecek, başka bilim insanları devreye girecek ve penisilini üretmenin yolları bulunacaktı.
Üstelik hikâyenin başlangıcında yalnızca tesadüf değil, o yaz Londra’da yaşanan sıra dışı hava değişimleri de önemli bir rol oynadı.
Bir Küf Sporu Penisilinin Yolunu Nasıl Açtı?
Alexander Fleming, Ağustos 1928’i Suffolk’ta geçirmek üzere Londra’daki laboratuvarından ayrıldı. O yaz Londra’nın havası oldukça değişkendi. Haziranın büyük bölümü serin geçmiş, temmuz ortasında sıcaklık 30 dereceye kadar çıkmıştı. Ağustos başında hava yeniden belirgin biçimde serinledi, 10 Ağustos’tan sonra ise sıcaklık tekrar yükseldi.
Bu değişken hava, Fleming’in laboratuvarında yetiştirdiği Staphylococcus aureus bakterileri açısından beklenmedik biçimde önemliydi. Fleming o sırada bakteriler hakkında hazırladığı bir kitap bölümü için bazı bilgileri kontrol ediyor ve petri kaplarında stafilokok kültürleri yetiştiriyordu.
Ağustos başındaki serin hava, Penicillium cinsi bir küfün gelişmesi için uygun koşullar yarattı. Laboratuvara bir şekilde ulaşan küf sporu, petri kaplarından birine düştü ve burada büyümeye başladı. Ardından hava yeniden ısınınca bakteriler de çoğaldı.
Ancak küfün hemen çevresinde bakterilerin büyümediği belirgin bir boşluk oluştu. Sanki iki organizma birbirinden uzak duruyormuş gibi görünen bu alan, küfün bakterileri öldüren bir madde ürettiğinin ilk işaretiydi.
Fleming 3 Eylül’de tatilden döndü. Her zamanki gibi, atmayı düşündüğü kültürleri önce tek tek incelemeye başladı. Petri kapları emaye bir tepsinin içinde üst üste duruyordu. Tam bu sırada eski çalışma arkadaşlarından laboratuvara uğradı. Küfün çevresindeki bakterisiz alan hemen dikkatini çekmişti. Acaba mantar, bakterileri öldüren bir madde mi üretiyordu?
Fleming bu sorunun peşine düştü. Petri kabını atmadı; küften örnek aldı ve çalışmalarına devam etti. Böylece daha sonra penisilin adını vereceği antibakteriyel maddenin izini sürmeye başladı.
Ancak bu keşfin hastalıkları tedavi eden gerçek bir ilaca dönüşmesi için on iki yıldan fazla zaman geçmesi gerekecekti.
Penisilinden Önce Fleming Ne Üzerinde Çalışıyordu?
Fleming’in çalışmalarında önemli bir etkisi olan bakteriyolog Sir Almroth Wright, enfeksiyonlarla mücadelede vücudun kendi savunma sistemine güveniyordu. Fleming de bu yaklaşımı benimsedi, ancak ilaçların işe yaramayacağı fikrine bütünüyle bağlı kalmadı.
Birinci Dünya Savaşı sırasında Fleming ve Wright, Fransa’nın Boulogne kentinde yaralı askerlerde görülen enfeksiyonları araştırdı. Bu süreçte Fleming, karbolik asit gibi güçlü antiseptiklerin her zaman işe yaramadığını fark etti. Zamanla da bakterileri doğrudan öldürebilecek maddelere yöneldi.
1921’de gözyaşı, tükürük ve burun salgısında bulunan lizozim adlı maddenin bazı bakterileri öldürdüğünü keşfetti. Lizozim ciddi hastalıklara yol açan bakterilerin çoğuna karşı yeterince güçlü değildi, ancak önemli bir ipucu veriyordu. Bakterileri öldürürken vücuda zarar vermeyen maddeler bulunabilirdi.
Bu nedenle Fleming, 1928’de petri kabındaki küfü gördüğünde karşısındaki olayı yalnızca ilginç bir tesadüf olarak değerlendirmedi. Küfün bakterileri öldüren bir madde üretip üretmediğini araştırmaya başladı.
Penisilin Nasıl Gerçek Bir İlaca Dönüştü?
Fleming, penisilinin birçok tehlikeli bakteriyi öldürdüğünü ve bunu yaparken vücudun savunma hücrelerine zarar vermediğini gösterdi. Ancak ilk denemelerinde penisilini doğrudan yaraların üzerine uyguladı ve beklediği sonucu alamadı. Üstelik maddeyi büyük miktarda üretmek, saflaştırmak ve uzun süre saklamak da oldukça zordu.
Bu nedenle penisilin yıllarca laboratuvarlarda ilginç bir bulgu olarak kaldı. Fleming keşfi yapmıştı, ancak onu güvenilir bir tedaviye dönüştürecek yöntem henüz ortada yoktu.
1930’ların sonunda Oxford Üniversitesi’nde çalışan Howard Florey ve Ernst Chain, Fleming’in yıllar önce yayımladığı çalışmalarını yeniden ele aldı. Amaçları penisilini yeterli miktarda üretmek ve gerçekten bir ilaç olarak kullanılıp kullanılamayacağını anlamaktı.
25 Mayıs 1940’ta önemli bir deney yaptılar. Dört fareye penisilin verdikten sonra bu farelere ve dört kontrol faresine yüksek miktarda streptokok bakterisi enjekte ettiler. O gece penisilin almayan dört fare öldü. Penisilin verilen dört fare ise hayatta kaldı.
Sonuç, araştırmacıların ellerinde güçlü bir tedavi bulunabileceğini gösteriyordu. Ekip sonraki aylarda laboratuvarını adeta küçük bir penisilin fabrikasına çevirdi.
12 Şubat 1941’de ağır bir enfeksiyon geçiren 43 yaşındaki polis memuru Albert Alexander penisilinle tedavi edildi. İlacı aldıktan sonra durumu hızla düzeldi. Ancak ekibin elindeki penisilin bitti. Enfeksiyon yeniden ilerledi ve Alexander hayatını kaybetti. Buna rağmen deney, penisilinin insanlarda da işe yarayabileceğini açıkça göstermişti.
1942’de Fleming, ağır menenjit geçiren Harry Lambert adlı bir hastayı penisilinle başarıyla tedavi etti. Bu vaka basının büyük ilgisini çekti ve Fleming’in adı penisilinle giderek daha fazla özdeşleşti. Ancak penisilini gerçek bir tedaviye dönüştüren süreçte Florey, Chain ve Heatley’nin çalışmaları da en az Fleming’in keşfi kadar belirleyiciydi.
Penisilinin Büyük Ölçekli Üretimi Nasıl Başladı?
Penisilinin gerçek bir ilaca dönüşmesinin önündeki en büyük sorun artık üretimdi. İngiliz sanayisi savaş nedeniyle zaten kapasitesinin sınırında çalışıyordu. Bu nedenle Florey ve Heatley, Temmuz 1941’de ABD’ye giderek penisilini büyük miktarlarda üretebilecek kurum ve şirketlerden destek aradı.
Amerikalı araştırmacılar kısa sürede daha fazla penisilin üreten küf türleri buldu ve üretim yöntemlerini geliştirdi. Ancak ilaç şirketleri başlangıçta sonucu belirsiz bu projeye büyük yatırım yapmakta isteksizdi. Penisilini laboratuvardan fabrikaya taşımak yalnızca bilimsel bilgi değil, ciddi bir mühendislik ve organizasyon çalışması da gerektiriyordu.
Savaş ilerledikçe penisilinin değeri daha açık biçimde ortaya çıktı. İlaç, enfekte savaş yaralarının yanı sıra belsoğukluğu gibi bakteriyel hastalıklarda da son derece etkiliydi. Kuzey Afrika ve Sicilya harekâtlarında cinsel yolla bulaşan hastalıklar askerî birlikler için ciddi bir sorun oluşturuyordu. Penisilin bu enfeksiyonların çok daha hızlı tedavi edilmesini sağladı.
Penisilinin hikâyesi bu nedenle yalnızca Fleming’in laboratuvarındaki tesadüfi bir küf sporundan ibaret değildir. Fleming ilk önemli gözlemi yaptı; Florey, Chain ve Heatley bu bulguyu etkili bir tedaviye dönüştürdü; ardından bilim insanları, mühendisler ve ilaç şirketleri üretim sorunlarını çözerek penisilini milyonlarca insanın kullanabileceği bir ilaca çevirdi.
Bu hikâye aynı zamanda bilimsel keşif ile gerçek bir yenilik arasındaki farkı da gösterir. Tesadüf önemli bir kapıyı açar. Ancak o kapının ardındaki yolu ilerlemek çoğu zaman yıllar süren deney, başarısızlık, mühendislik ve iş birliği gerektirir.
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- The Conversation, “Myth about how science progresses is built on a misreading of the story of penicillin”, 2019.
- Quinn R. Rethinking antibiotic research and development: World War II and the penicillin collaborative. Am J Public Health. 2013 Mar;103(3):426-34. doi: 10.2105/AJPH.2012.300693. Epub 2012 Jun 14. PMID: 22698031; PMCID: PMC3673487.
- Matt Ridley, How Innovation Works: And Why It Flourishes in Freedom, Harper, 2020.
Matematiksel
