London, 1928: a group of mold spores surf a breeze through a lab. They drift onto a petri dish, and when they land, they germinate a medical revolution. This lab belongs to Alexander Fleming, a Scottish scientist investigating the properties of infectious bacteria. At this time, Fleming is away on vacation. When he returns, he finds a colony of mold growing on a petri dish he’d forgotten to place in his incubator. And around this colony of mold is a zone completely and unexpectedly clear of bacteria.
לונדון, 1928: קבוצה של נבגי עובש מרחפים על הרוח במעבדה. הם נסחפים לתוך צלחת פטרי, וכשהם נוחתים, הם מנביטים מהפכה רפואית. המעבדה הזו שייכת לאלכסנדר פלמינג, מדען סקוטי שחוקר את התכונות של בקטריות מדבקות. בזמן הזה פלמינג נמצא בחופשה. כשהוא חוזר, הוא מוצא מושבה של עובש גדלה על צלחת פטרי שהוא שכח לשים באינקובטור. וסביב המושבה של העובש יש אזור נקי לגמרי באופן לא צפוי מבקטריות.
In studying this mysterious phenomenon, Fleming came to realize that the mold was secreting some kind of compound that was killing the bacteria. The mold was a species in the Penicillium genus, so Fleming dubbed the antibacterial compound “penicillin.”
בחקר התופעה המוזרה הזו, פלמינג הבין שהעובש הפריש סוג מסויים של תרכובת שהרגה את הבקטריות. העובש היה מין של גנוס של פניצילין, אז פלמינג קרא לתרכובת האנטי בקטריאלית “פניצילין.”
What Fleming stumbled upon was a microbial defense system. The penicillium mold constantly produces penicillin in order to defend itself from threats, such as nearby bacterial colonies that might consume its resources. Penicillin destroys many types of bacteria by disrupting synthesis of their cell walls. These walls get their strength from a thick, protective mesh of sugars and amino acids, that are constantly being broken down and rebuilt. Penicillin binds to one of the compounds that weaves this mesh together and prevents the wall from being reconstructed at a critical phase. Meanwhile, penicillin stimulates the release of highly reactive molecules that cause additional damage. Eventually, the cell’s structure breaks down completely. This two-pronged attack is lethal to a wide range of bacteria, whether in petri-dishes, our bodies, or elsewhere. It’s not, however, harmful to our own cells, because those don’t have cell walls.
מה שפלמינג נתקל בו היה מערכת הגנה מיקרוביאלית. עובש הפניציליום יצר פניצילין בהמשכיות כדי להגן על עצמו מאיומים, כמו קולוניות שכנות של בקטריות שאולי יצרכו את המשאבים שלהם. פניצילין משמיד הרבה סוגים של בקטריות על ידי הפרעה לסינטזה של קירות התא שלהם. הקירות האלה מקבלים את כוחם מרשת עבה ומגינה של סוכרים וחומצות אמינו, שכל הזמן מתפרקים ונבנים מחדש. פניצילין נקשר לאחת התרכובות האלה שאורגת את הרשת ומונע מהקיר מלהיבנות מחדש בשלב קריטי. בינתיים, פניצילין מעורר את השיחרור של מולקולות מגיבות ביותר שגורמות לנזק נוסף. לבסוף, מבנה התאים מתפרק לגמרי. ההתקפה הדו כיוונית קטלנית למגוון רחב של בקטריות, בין אם בצלחת פטרי, בגוף שלנו, או במקום אחר. עם זאת, זה לא מזיק לתאים שלנו, בגלל שלהם אין קירות תא.
For a decade or so after Fleming’s discovery, penicillin remained a laboratory curiosity. But during World War II, researchers figured out how to isolate the active compound and grow the mold in larger quantities. They then went on to win the Nobel Prize for their work. Teams at Oxford and several American drug companies continued development, and within a few years it was commercially available. Penicillin and similar compounds quickly transformed the treatment of infections. For the time being, they remain some of the most important, life-saving antibiotics used in medicine.
במשך עשור אחרי הגילוי של פלמינג, פניצילין נשאר משהו מעניין במעבדה. אבל במהלך מלחמת העולם השניה, חוקרים הבינו איך לבודד את הרכיב הפעיל ולגדל עובש בכמויות גדולות יותר. הם יצאו אז לזכות בפרס הנובל על עבודתם. צוותים באוקספורד ומספר חברות אמריקאיות המשיכו את הפיתוח, ותוך כמה שנים הוא היה זמין מסחרית. פניצילין ותרכובות דומות שינו במהירות את הטיפולים בזיהומים. בינתיים, הם נשארים כמה מהאנטיביוטיקות הכי חשובות, ומצילות החיים בשימוש ברפואה.
However, the more we use any antibiotic, the more bacteria evolve resistance to it. In the case of penicillin, some bacteria produce compounds that can break down the key structure that interferes with cell wall synthesis. As antibiotic use has increased, more and more bacteria have evolved this defense, making these antibiotics ineffective against a growing number of bacterial infections. This means it’s essential that doctors not overprescribe the drug.
עם זאת, ככל שאנחנו משתמשים יותר באנטיביוטיקה, הבקטריות מפתחות עמידות אליה. במקרה של פניצילין, כמה בקטריות מייצרות תרכובות שיכולות לפרק את המבנה העיקרי שמפריע לסינטזת קירות התא. כששימוש באנטיביוטיקה גבר, יותר ויותר בקטריות פתחו את ההגנה הזו, מה שהפך את האנטיביוטיקה הזו ללא יעילה נגד מספר גדל של הדבקויות בקטריאליות. זה אומר שזה חיוני שרופאים לא יתנו מרשמים מיותרים של התרופה.
Meanwhile, 5 to 15% of patients in developed countries self-identify as allergic to penicillin, making it the most commonly reported drug allergy. However, the vast majority— over 90%— of people who think they’re allergic to penicillin actually are not. Why the misperception? Many patients acquire the allergy label as children, when a rash appears after they’re treated for an infection with penicillin or closely related drugs. The rash is often blamed on penicillin, while the more likely culprit is the original infection, or a reaction between the infection and the antibiotic. However, genuine penicillin allergies, where our immune systems mistake penicillin for an attacker, do occur rarely and can be very dangerous. So if you think you’re allergic but don’t know for sure, your best bet is to visit an allergist. They’ll complete an evaluation that’ll confirm whether or not you have the allergy.
בינתיים, 5 עד 15% מהחולים במדינות מפותחות מזדהים כאלרגים לפניצילין, מה שהופך אותה לאלרגית התרופות הנפוצה ביותר. עם זאת, הרוב המוחלט - יותר מ 90% מהאנשים שחושבים שהם אלרגים לפניצילין למעשה לא. למה התפישה המוטעית? הרבה חולים קיבלו את תוית האלרגיה כילדים, כשהפריחה הופיעה אחרי שהם טופלו בפניצילין או תרופה קרובה. הפריחה הרבה פעמים הואשמה בגלל פניצילין, בעוד הסיבה האפשרית יותר היא המחלה המקורית, או תגובה בין המחלה והאנטיביוטיקה. עם זאת, אלרגיה אמיתית לפניצילין, בה מערכת החיסון חושבת בטעות שפניצילין הוא התוקף, מתרחשת באופן נדיר ויכולה להיות מאוד מסוכנת. אז אם אתם חושבים שאתם אלרגים אבל לא בטוחים, הסיכוי הטוב ביותר שלכם הוא לבקר אלרגולוג. הם יבצעו הערכה שתאשר אם יש לכם אלרגיה או לא.
Even if you do have a penicillin allergy, your immune cells that react to the drug may lose their ability to recognize it. In fact, about 80% of people who are allergic to penicillin outgrow their allergy within ten years. This is great news for people who currently identify as allergic to penicillin; the drug may one day save their lives, as it has done for so many others.
אפילו אם יש לכם אלרגיה לפניצילין, תאי החיסון שלכם שמגיבים לתרופה אולי יאבדו את היכולת שלכם להכיר אותה. למעשה, בערך 80% מהאנשים שאלרגים לפניצילין גדלים לאבד את האלרגיה תוך עשר שנים. אלה חדשות מעולות לאנשים שכרגע מזדהים עם אלרגיה לפניצילין; התרופה אולי יום אחד תציל את חייהם, כמו שעשתה עבור כל כך הרבה אחרים.