Chemie versus bacterie, # 19. De slag om Engeland

In april en mei 1940 test het Oxford team zijn bruine poeder op onder meer katten, konijnen, ratten en muizen. De dieren blijven gezond. Verder blijkt injectie de beste toedieningsvorm. Via de maag gaat de werking verloren. De plaats van injectie is niet erg kritisch. Wel blijkt de werking na enkele uren verdwenen; veel van de penicilline wordt teruggevonden in de urine. Die urine wordt vervolgens een dankbare bron voor aanvulling van de voorraad. Gelukkig testen de onderzoekers geen Guineese biggen (cavia’s). Die kunnen namelijk niet tegen penicilline. De wereld zou er anders uitzien als ze dit wel hadden gedaan. Veel van de dierproeven worden uitgevoerd door Margaret Jennings.

Project ‘100 jaar antibiotica’
Aflevering 17. Het Oxford team
Aflevering 18. De sulfa’s verslagen!
Aflevering 19. De slag om Engeland
Aflevering 20. Schaalvergroting
Aflevering 21. Nog steeds geen kilo

dierproeven
Dierproeven, onmisbaar in het onderzoek naar medicijnen. Shutterstock: 402471439

Resultaat!

Na verloop van dagen neemt ondanks de akeliger wordende oorlog het enthousiasme toe bij de onderzoekers. Zo blijkt penicilline nog te werken bij enorme verdunning (meer dan 1 miljoen) terwijl bij hoge doses geen toxische effecten worden gevonden. Een groot voordeel boven de sulfa’s, toegepast in een dosis die dicht bij de grens van vergiftiging ligt. Penicilline blijkt actief tegen een veel grotere reeks schadelijke bacteriën dan de sulfa’s. Tuberculose blijft echter ook met penicilline niet te behandelen.

Shutterstock: 31913241

De grote klapper wordt gemaakt met de behandeling van acht muizen in de tweede helft van mei. Op zaterdag 25 en zondag 26 mei 1940 om precies te zijn. Alle acht muizen worden geïnfecteerd met een zorgvuldig uitgezochte dosis zeer schadelijke streptokokken. Ze moeten ziek worden maar niet in een paar uur het loodje leggen. Bij vier muizen wordt eenmalig of herhaaldelijk een variërende dosis penicilline ingespoten. Het schema is minutieus beschreven, evenals het verloop van de conditie van de muizen. De resultaten zijn verbluffend. De muizen zonder penicilline sterven alle vier binnen twee dagen. Alle behandelde muizen blijven in leven. Veel later is de verbazing nog veel groter, wanneer men weet hoe onzuiver de toen gebruikte penicilline was en hoe weinig antibioticum sommige van de vier overlevenden toegediend hebben gekregen. De kans dat onzuivere penicilline gevaarlijke componenten bevat is niet gering. Te meer daar Edward Abraham intussen heeft gevonden dat sommige schimmelkweken geen werkende penicilline produceren; hij schrijft dat toe aan een enzym dat hij penicillinase noemt, dat penicilline afbreekt. Florey wil direct doorgaan met proeven op tientallen muizen en vraagt Heatley om verdubbeling van de productie. Dat betekent 200 liter kweekvloeistof aftappen van de schimmelculturen en deze verwerken in de koelcel in zijn ingewikkelde extractie-apparatuur; om tenslotte via vriesdrogen een paar honderd milligram vast bruin poeder in een gekoeld potje te krijgen.

Slag om Duinkerke
De slag om Duinkerke in 1940.

Werk onder oorlogs-dreiging

Dit is het weekend vóór de ramp bij Duinkerke, waar een geallieerd leger van 1,5 miljoen militairen door de Duitsers in de tang is genomen. Slechts 350.000 van hen worden met een geïmproviseerde vloot bestaande uit alles wat kan varen, in een paar weken naar Engeland gebracht. Meer dan een miljoen mannen worden krijgsgevangen gemaakt. Engeland lijkt verslagen en een Duitse invasie lijkt een kwestie van dagen. Op 28 mei geeft Churchill, nog maar een maand in functie als kabinetsleider, het sein dat van overgave van de Britse eilanden geen sprake kan zijn en dat de verdediging tot het bittere eind zal worden volgehouden. Hij krijgt enorme bijval.

Ondanks de dreigende oorlogsomstandigheden gaat het team met grote vaart verder. Er komt meer geld vrij van de Rockefeller Stichting, er komt meer personeel (het aantal meest betrokken medewerkers verdubbelt van 6 naar 12) en er wordt nagenoeg dag en nacht gewerkt. Vooralsnog worden de resultaten geheimgehouden. In de maanden juni en juli  worden tientallen besmette muizen behandeld met penicilline en de resultaten zijn onveranderlijk boven verwachting goed. Chain en Abraham zijn volop bezig zuivere penicilline uit hun bruine poeder te krijgen en de chemische samenstelling ervan te achterhalen. Heatley heeft de handen meer dan vol aan het vinden van potten en pannen geschikt om de schimmel in te kweken. Zijn inzet kent geen grenzen. Hij probeert koektrommels, beschuitblikken, ondersteken, bedpannen, conservenblikken, platte borden, olieblikken, kortom alles met een grote platte bodem.

De slag om Engeland barst los

Ondertussen heeft Frankrijk zich overgegeven aan de nazi’s en is de slag om Engeland op 10 juli daadwerkelijk begonnen. Iedereen houdt rekening met het ergste en onderzoekers krijgen de opdracht hun werk en resultaten te kunnen vernietigen zodat het niet in handen van de vijand valt. Heatley komt met een briljant idee om het penicillinewerk te redden: sporen van de penicillineschimmel in je kleding smeren. Daar kunnen zij maanden, misschien wel jaren, overleven om later onder veiliger omstandigheden weer tot groei te komen. Zo gezegd zo gedaan. De garderobe van Florey, Heatley, Chain en Jennings wordt geïmpregneerd met sporen van de schimmel. En ook die van Gardner, een op en top patriarchale Engelse onderzoeker die bij het team is gekomen; hij heeft onder andere uitgezocht wat er met de bacteriën gebeurt als ze door penicilline worden belaagd.

Hoe moeilijk en bizar de omstandigheden zijn wordt wellicht het best geïllustreerd door het besluit van het echtpaar Florey om hun zoon (5) en dochter (10) naar een bevriend kinderloos echtpaar in New Haven in Amerika te sturen. De Yale universiteit aldaar heeft een programma georganiseerd om kinderen met een relatie met de universiteit van Oxford een veilig onderkomen te bieden.

De buitenwereld heeft teleurstellend weinig belangstelling

Inmiddels is het hoog tijd om de resultaten wereldkundig te maken. Maar voordat Florey iets publiceert, nodigt hij de industrie uit. In juli 1940 worden twee vooraanstaande onderzoekers van de Wellcome Laboratories rondgeleid en op de hoogte gesteld van alle resultaten. Tot zijn grote teleurstelling zijn ze niet geïnteresseerd! Ze zijn volledig bezet met het maken van vaccins en allerlei werk met relatie tot de oorlog. Opschaling van de schimmelkweek lijkt hen onmogelijk. En bij de veronderstelling dat penicilline een eenvoudig molecuul zou zijn (de structuur is nog steeds niet bekend) denken ze meteen dat de stof in de toekomst in een chemische synthese gemaakt kan worden. Een manier van denken wellicht ingegeven door de successen van de volledig synthetische sulfa’s.

Penicillin as a chemotherapeutic agent

Op 24 augustus verschijnt dan de publicatie van het werk aan penicilline in de Lancet. Een bescheiden verhaal van slechts twee pagina’s; achteraf door velen gewaardeerd als van dezelfde historische waarde als de publicatie van de dubbele helix-structuur van DNA door Crick en Watson in 1953. Maar vooralsnog krijgen Florey en zijn team niet die waardering. De belangrijkste commentaren komen van de redactie van de Lancet en van de Engelse geldschieter. De redactie spoort het team aan, de structuur van penicilline nu eens vast te stellen; en te komen met klinisch bewijs voor de antibacteriële werking. En de MRC, Medical Research Council, vindt dat ze onvoldoende is gewaardeerd als financier in vergelijking met de Amerikaanse Rockefeller Stichting. Florey schrijft weliswaar een keurige excuusbrief, ongetwijfeld van de hand van Margaret Jennings, maar hij heeft gelijk: de rol van MRC was niet groot.

En het team krijgt bezoek, van Alexander Fleming. Deze blijkt van oordeel dat het commentaar van de Lancet terecht is. Ruim 10 jaar eerder, zegt hij, was hij immers ook ongeveer op hetzelfde punt. Overigens is Chain nogal verbaasd over het bezoek van Fleming. Hij dacht dat die overleden was. Volgens Fleming hoeven ze in Oxford nu ‘alleen nog maar’ penicilline te zuiveren, de chemische structuur ervan vast te stellen en een synthese uit eenvoudige chemicaliën uit te werken. Dan zouden de sulfa’s voorgoed verslagen zijn.

Bronnen:
Wikipedia: alle genoemde eigennamen en producten
The Mould in Dr Florey’s Coat. Eric Lax, Abacus 2004. ISBN 978-0349-11768-3

(Visited 1 times, 1 visits today)

Plaats een reactie