A su salud: Penicilina
La quimioterapia es el uso estratégico de sustancias químicas (es decir, fármacos) para destruir microorganismos infecciosos o células cancerosas sin causar un daño excesivo a las demás células sanas del huésped. Desde las bacterias hasta los seres humanos, las vías metabólicas de todos los organismos vivos son bastante similares, por lo que la búsqueda de agentes quimioterapéuticos seguros y eficaces es una tarea formidable. Muchos fármacos quimioterapéuticos bien establecidos funcionan mediante la inhibición de una enzima crítica en las células del organismo invasor.
Un antibiótico es un compuesto que mata a las bacterias; puede proceder de una fuente natural, como los mohos, o ser sintetizado con una estructura análoga a la de un compuesto antibacteriano natural. Los antibióticos no constituyen una clase bien definida de sustancias químicamente relacionadas, pero muchos de ellos actúan inhibiendo eficazmente una serie de enzimas esenciales para el crecimiento bacteriano.
La penicilina, uno de los antibióticos más utilizados en el mundo, fue descubierta fortuitamente por Alexander Fleming en 1928, cuando observó propiedades antibacterianas en un moho que crecía en una placa de cultivo bacteriano. En 1938, Ernst Chain y Howard Florey iniciaron un intenso esfuerzo para aislar la penicilina del moho y estudiar sus propiedades. Las grandes cantidades de penicilina necesarias para esta investigación estuvieron disponibles gracias al desarrollo de un medio nutritivo a base de maíz que el moho adoraba y al descubrimiento de una cepa de moho de mayor rendimiento en un centro de investigación del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos cerca de Peoria, Illinois. Aun así, no fue hasta 1944 cuando se produjeron grandes cantidades de penicilina y se pusieron a disposición del tratamiento de infecciones bacterianas.
La penicilina funciona interfiriendo en la síntesis de las paredes celulares de las bacterias que se reproducen. Lo hace inhibiendo una enzima -transpeptidasa- que cataliza el último paso de la biosíntesis de la pared celular bacteriana. Las paredes defectuosas hacen que las células bacterianas estallen. Las células humanas no se ven afectadas porque tienen membranas celulares, no paredes celulares.
Se han aislado varias penicilinas de origen natural. Se distinguen por diferentes grupos R conectados a una estructura común: una amida cíclica de cuatro miembros (llamada anillo lactámico) fusionada a un anillo de cinco miembros. La adición de compuestos orgánicos apropiados al medio de cultivo conduce a la producción de los diferentes tipos de penicilina.
Las penicilinas son eficaces contra las bacterias grampositivas (bacterias capaces de ser teñidas por la tinción de Gram) y unas pocas bacterias gramnegativas (incluida la bacteria intestinal Escherichia coli). Son eficaces en el tratamiento de la difteria, la gonorrea, la neumonía, la sífilis, muchas infecciones de pus y ciertos tipos de forúnculos. La penicilina G fue la primera penicilina que se utilizó a gran escala. Sin embargo, no puede administrarse por vía oral porque es bastante inestable; el pH ácido del estómago la convierte en un derivado inactivo. En cambio, las principales penicilinas orales -la penicilina V, la ampicilina y la amoxicilina- son estables al ácido.
Algunas cepas de bacterias se hacen resistentes a la penicilina por una mutación que les permite sintetizar una enzima -la penicilinasa- que descompone el antibiótico (por escisión del enlace amídico en el anillo lactámico). Para combatir estas cepas, los científicos han sintetizado análogos de la penicilina (como la meticilina) que no son inactivados por la penicilinasa.
Algunas personas (quizás el 5% de la población) son alérgicas a la penicilina y, por tanto, deben ser tratadas con otros antibióticos. Su reacción alérgica puede ser tan grave que puede producirse un coma mortal si se les administra penicilina por error. Afortunadamente, se han descubierto otros antibióticos. La mayoría, como la aureomicina y la estreptomicina, son productos de síntesis microbiana. Otros, como las penicilinas semisintéticas y las tetraciclinas, se fabrican mediante modificaciones químicas de los antibióticos; y algunos, como el cloranfenicol, se fabrican totalmente por síntesis química. Son tan eficaces como la penicilina para destruir los microorganismos infecciosos. Muchos de estos antibióticos ejercen sus efectos bloqueando la síntesis de proteínas en los microorganismos.
Al principio, los antibióticos se consideraban medicamentos milagrosos, que reducían sustancialmente el número de muertes por envenenamiento de la sangre, neumonía y otras enfermedades infecciosas. Hace unas siete décadas, una persona con una infección importante casi siempre moría. Hoy, esas muertes son raras. Hace siete décadas, la neumonía era una temible causa de muerte para personas de todas las edades. Hoy, sólo mata a los muy ancianos o a los enfermos por otras causas. Los antibióticos han obrado milagros en nuestra época, pero incluso los medicamentos milagrosos tienen limitaciones. Poco después de que se utilizaran por primera vez, los organismos patógenos empezaron a desarrollar cepas resistentes a ellos. En una carrera por adelantarse a las cepas bacterianas resistentes, los científicos siguen buscando nuevos antibióticos. En la actualidad, las penicilinas han sido parcialmente desplazadas por compuestos afines, como las cefalosporinas y la vancomicina. Por desgracia, algunas cepas de bacterias ya han mostrado resistencia a estos antibióticos.