La guerra de la penicilina

[Eckart]

He aquí un artículo de Gilbert Shama, del departamento de ingeniería química de la Universidad de Loughborough, Gran Bretaña. Versa sobre los intentos alemanes y aliados por conseguir derivados antibióticos de la penicilina que fueran efectivos y con el objetivo de producirlos en grandes cantidades. El autor, haciendo un juego de palabras con el concepto "blitzkrieg", titula el artículo "Pilzkrieg (Guerra del hongo): la búsqueda alemana de la penicilina en el período de guerra".


Pilzkrieg: la búsqueda alemana de la penicilina en el período de guerra
Se puede decir que el último triunfo de los esfuerzos angloamericanos para producir penicilina durante la Segunda Guerra Mundial ha eclipsado la existencia de intentos similares en otros países. Sin embargo, casi una década antes, historiadores alemanes comenzaron a publicar cálculos de los intentos de su país para producir penicilina. Que su historia no se conozca más ampliamente se debe, en parte, al hecho de que los cálculos se escribieron en alemán. Aunque paradójicamente las primeras publicaciones en documentar la actividad alemana en este área fueron recopiladas por las agencias de inteligencia aliadas. Estos informes se prepararon bajo el patrocinio del British Intelligence Objectives Subcomitee (BIOS) siguiendo pautas de científicos civiles y militares. Originalmente se les dio clasificación de seguridad, pero aquellos informes que trataban sobre información puramente industrial y comercial, se desclasificaron y fueron publicados rápidamente por la HMSO entre 1946 y bien entrados los años 50.

La sombra de Alemania
A finales de 1939, Howard Florey y Ernst Chain, de la Escuela de Patología Sir William Dunn, de Oxford, aseguraron su contribución para estudiar agentes antibacterianos naturales. Comenzaron con la penicilina, y en el verano de 1940 lograron aislarla y mostrar que tenía una poderosa acción antibacteriana in vivo. Publicaron sus hallazgos preliminares en The Lancet. Además, en ese verano, Florey y unos pocos colegas de confianza sucumbieron ante el miedo a una inminente invasión alemana que estaba recorriendo el país, y transfirieron esporas de Penicillium notatum para salvaguardarlas en los forros de sus chaquetas.

Una amenaza de tipo más concreto llegó a Florey en abril de 1941. Supieron que científicos alemanes estaban interesados en examinar la penicilina y que intentarían adquirir alguna mediante la compañía farmacéutica suiza Ciba Geigy. Florey escribió a Alexander Fleming, así como a R. St. John Brook, el jefe de Colección Nacional de Tipos de Cultivos, advirtiendo de las consecuencias de que cayera la P. notatum en manos alemanas. También escribió acerca de lo que sabía a Sir Edward Mellanby, presidente del Consejo de Investigación Médica, que le aseguró que él estaba "kilómetros por delante" de cualquier competencia y que no tenía sentido suprimir la publicación sobre penicilina por interés nacional, porque antibacterianos efectivos –las sulfamidas- estaban ampliamente disponibles. Florey siguió el consejo y en agosto de 1941 un segundo documento, esta vez conteniendo abundante información técnica, apareció en The Lancet. Incluía detalles del medio de cultivo para la P. notatum, un método de ensayo con penicilina e ilustraciones de los, ahora celebrados, vasos de cerámica inyectada para cultivos, así como procedimientos de recolección. Lo más importante que revelaba el documento era cómo extraer penicilina a partir de caldos de cultivo crudos de fermento. Fue este paso crucial el que superaba a Fleming, incluso, más tarde, hasta a Harold Raistrick, de la Escuela de Higiene y Medicina Tropical de Londres, y a Roger Reid en los EE.UU. Resumiendo, el escrito proveyó toda la información necesaria para poner en marcha un proceso de manufactura de penicilina –asumiendo que uno poseyera la cepa de P. notatum de Fleming.

Investigación y desarrollo de la penicilina
Ambos documentos de The Lancet llegaron a Alemania, vía la neutral Suecia. El orden jerárquico para la distribución le garantizó rápido acceso a Theodor Morell, médico personal de Hitler, descrito tras la guerra por Albert Speer como "interesado sólo en el dinero". Probablemente, los artículos llegaron a auténticos científicos a finales de 1942, que es cuando la investigación propiamente empezó en Alemania. Compañías de todos los tamaños, así como universidades e institutos de investigación, se vieron involucrados en una carrera para producir el antibiótico, especialmente muchas de las compañías que constituían la IG Farbenindustrie (Hoechts, Elberfeld, Marburg, y también E. Merck, de Darmstadt, Schering AG, de Berlín, Schott y Gennossen, de Jena y Knöll, de Ludwigshafen).

El primer problema con el que toparon estos proto-productores fue el obtener una cepa de Penicillium productora de penicilina. Aunque Flemming aseguró a Florey que no recordaba haber enviado muestras de su cepa de Penicillium a Alemania, su memoria estaba equivocada. Un tal Dr. Schmidt de la IG Marburg recibió un cultivo de Fleming unos años antes de la guerra. Schmidt nunca intentó hacer nada con él, pero con el reavivamiento del interés por la penicilina, intentó desarrollar la cepa. Fracasó, y tal vez dudando de su técnica de micología, envió el cultivo a Schering, en Berlín, pero ellos tampoco tuvieron éxito. Los alemanes hicieron al menos dos intentos más para adquirir la cepa. El primero fue en París, en el Instituto Pasteur, mientras que el segundo fue en la Universidad de Copenague. El Instituto Pasteur poseía, de hecho, un cultivo; Fleming se lo había dado a André Lwoff. Aunque, aparentemente en Dinamarca nadie tenía el cultivo de Fleming, el profesor K. A. Jensen había leído sobre penicilina en publicaciones enviadas de contrabando desde Suecia y había tenido éxito en aislar una cantidad de productores de penicilina. En ambos, casos los métodos alemanes estuvieron equívocos y quedaron con las manos vacías. Sin embargo, con la caída de Holanda, Alemania consiguió lo que Florey describió en una carta como "la mejor colección de cultivos del mundo". Esta era la Central Bureau voor Schimmelcultures (CBS), sito en Baarn, cerca de Utrecht. Microbiólogos alemanes no tardaron en llegar. Flemming nunca había depositado su cultivo en la CBS, pero su catálogo de cultivos mostraba que poseían una muy parecida cepa, P. notatum. Los archivos de Baarn contienen registros de pedidos de compañías y universidades alemanas. La cepa había sido depositada en Baarn años antes y habría sido subcultivada muchas veces sin que se dieran cuenta de su productividad antibiótica –de hecho, cultivadas en la total ignorancia de que poseyera semejante cualidad-. Era, como mucho, un pobre productor de penicilina y no hay evidencias de que participara destacadamente en la investigación alemana de la penicilina. Curiosamente, un documento publicado en Nature en noviembre de 1942 caracterizaba la cepa como una productora de notatin.

Aquello fue no muchos antes de que microbiólogos alemanes empezaran a aislar sus propias cepas. Notable fue Andreas Lembcke, director de un instituto de investigación en Kiel, que trabajó principalmente con tecnología para la leche. Tenía experiencia en micología y había formado una extensa colección de cultivos. En 1943, con Joseph Von Kennel y Joseph Kimming, escribió el que es posiblemente el único artículo sobre antibióticos publicado en Alemania durante la guerra. Describía el aislamiento de una cantidad de cepas de Penicillium, Aspergilllus, Fusarium y Cephalosporium, los cuales se aseguraba que producían sustancias antibacterianas que ellos llamaron "mykoins". Kimming, que había trabajado previamente con las nuevas sulfamidas, se empleó con más esfuerzo en la investigación sobre penicilina y fue apoyado por Schering AG. Hans Knöll, un microbiólogo empleado por la vidriera Schott und Genossen, también proporcionó cepas a otros muchos investigadores. Por otra parte, en la IG Elberfeld, Maria Brommelhues, trabajando en el laboratorio de Gerhard Domagk (el pionero de las sulfamidas) había aislado unas 50 cepas de penicillia. Se dio cuenta de que no todos los antibióticos producidos por esas cepas eran penicilina y pudo separar los productores de penicilina de aquellos que producían otros metabolitos secundarios, como notatin o patulin.

Las prácticas y procedimientos descritos en el segundo documento de Florey en The Lancet parece que habían sido adoptados por muchos trabajadores en Alemania. En particular, la penicilina estaba siendo ensayada mediante variantes del método desarrollado originalmente en Oxford por Norman Hatley. Después de 1942, la publicación de detalles del proceso de producción de penicilina en Gran Bretaña y los EE.UU. estuvo sujeta a un estricto control. A pesar de esto, información muy útil cayó en dominio público. Más de un grupo de trabajadores en Alemania parece haber observado que el licor de maíz tenía un efecto beneficioso en los productos de la penicilina. Si sabían que es lo que era realmente, es una cuestión distinta; una referencia contemporánea lo llamaba "mais-alkohol". La mayoría de los investigadores en Alemania usaron técnicas de cultivo superficial para hacer crecer sus cepas. Sin embargo, se sabe que un número significativo de investigadores habían experimentado con cultivo combinado, con todas sus ventajas potenciales, y Honrad Bernhauter, de la Universidad de Praga, promovió este adelanto. Como era de esperar, alcanzaron las mismas conclusiones que los microbiólogos americanos del Northern Regional Research Laboratories, en Peoria. Illinois, a saber, que las cepas aisladas capaces de producir penicilina en cultivo superficial no necesariamente son capaces de generar productos similares en cultivo sumergido. Detalles del programa americano eran muy conocidos en Alemania. Un artículo en el Chemiker Zeitung, de octubre de 1944, reveló a sus lectores la existencia del US War Production Board (WPB) y los nombres de compañías americanas involucradas en la producción de penicilina, así como sus objetivos de producción.

Mientras la mayoría de la tecnología empleada en Alemania para trabajos con penicilina estaba basada en adelantos angloamericanos, los investigadores alemanes también llevaron investigación original. No toda garantizaba resultar en cepas de penicilina mejoradas. Cuando trabajadores de la IG Hoechts se enfrentaron a continuas contaminaciones, intentaron contrarrestarlas con el uso de éter y cloroformo. Más interesante aun: algunos microbiólogos alemanes probaron a usar mezclas de cepas para mejorar los cultivos de penicilina. Otros intentaron desarrollar penicilina sobre líquidos de desecho de factorías de papel. Un empresario llamado Bruno Bottcher desarrolló una técnica de "diafragma electro-osmótico" para purificar penicilina. La Schering AG quedó suficientemente impresionada como para proveer a Bottcher con penicilina transportada desde Berlín en cubas de vacío. Joseph Kimming incluso intentó comprender como actuaba la penicilina y hasta llegó a una conclusión errónea –que la penicilina rompía el ciclo del ácido succínico en bacterias-. Su trabajo revela un serio compromiso con la investigación sobre penicilina. Heinz Oeppinger, de la IG Hoechst, entrevistado inmediatamente después de la guerra por Harold Raistrick, aparentemente impresionó a este con su diseño de una "técnica de tambor rotatorio" para fermentación sumergida. Químicos orgánicos alemanes debieron preguntarse a sí mismos, igual que hicieron sus homólogos británicos y norteamericanos, si no serían capaces de sintetizar penicilina químicamente La única información disponible para ellos era una fórmula para la penicilina, posteriormente mostrada como incorrecta, publicada en Nature por Heilbron y sus colaboradores en 1942. La publicación de un trabajo angloamericano posterior que llevaba la fórmula y síntesis correctas, estuvo estrictamente controlada. Los científicos alemanes nunca tuvieron éxito en purificar penicilina que permitiera llevar a cabo los estudios estructurales más significativos. Un informe de los servicios de inteligencia describe con casi tangible incredulidad como los científicos de la IG Marburg afirmaron que "un pequeño trozo de material de apariencia húmeda, anaranjado, compacto" era "prácticamente pura penicilina". Las esperanzas de dilucidar la estructura de la penicilina y luego sintetizarla químicamente, probablemente explican la participación de Richard Khun. Khun había sido designado para el premio Nobel en 1938 por su trabajo sobre vitaminas y carotenos, pero por un decreto de Hitler le fue prohibido aceptarlo. Kuhn había estado trabajando con bactericidas sintéticos, y aseguró que uno de sus componentes, el 3065 {bis(5-bromo-2-hidroxifenil)etanodiol} era supuestamente 300 veces más potente que la penicilina. Su penicilina provenía del Ministerio de Guerra alemán, que había capturado penicilina aliada manufacturada por Borroughs Wellcome, en una fecha y lugar desconocidos, y para fines indeterminados. Khun tenía razón con que el 3065 tenía actividad bactericida, pero su conclusión acerca de su eficacia comparada con la penicilina era ciertamente errónea. Como jefe del Instituto Káiser Guillermo de Heidelberg, Kuhn estaba en una posición influyente y sus descubrimientos debieron de haber estimulado las sospechas alemanas de que el poder de la penicilina había sido exagerado por los aliados por razones de propaganda.

(Continua)

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[Eckart]

La técnica de ensayo de Heatley, muy usada en Alemania, hubiera detectado cualquier sustancia antibiótica que inhibiera el crecimiento de la bacteria de ensayo, el Staphilocuccus aureus. Con la penicillia siendo aislada desde diferentes medios por muchos grupos de trabajadores, parece posible que algunos investigadores en Alemania no estuvieron trabajando con penicilina, sino con otros metabolitos secundarios. Alguien en Alemania comprendió esto. Tras la guerra, al microbiólogo canadiense Roger Y. Stainer se le encargó preparar un informe para la BIOS sobre investigación microbiología aplicada en Alemania y se reunió y entrevisto a varios científicos alemanes. Andreas Lembcke le dijo que uno de los mykoins que él había aislado –mykoin C- era químicamente diferente a la penicilina. Lembcke citó el hecho de que el espectro de actividad bactericida era distinto al de la penicilina. Como evidencia adicional, le dijo a Stainer que no era desactivado por esta. Kuhn no había sido el único científico que recibiera penicilina capturada de los aliados, y es muy posible que Lembke fuera capaz de llegar a sus conclusiones porque tuvo acceso a alguna "auténtica", pero de baja potencia, penicilina. La concisa valoración de Stainer fue que el mykoin C era, probablemente, "una mezcla de clavacin con algo de penicilina".

Algo de penicilina fue, seguramente, producido en Alemania, aunque nunca en una escala con valor estratégico. Los diarios de Theodor Morell muestran que usó penicilina para tratar el brazo dañado de Adolf Hitler tras el complot de la bomba en julio de 1944. La penicilina debió de ser producida en Olomutz, Checoslovaquia, en unas instalaciones que habían sido confiscadas a sus propietarios originales judíos y puestas bajo el control de Theodor Morell. La contribución de Morell al trabajo sobre la penicilina fue insignificante, pero empleó a dos científicos de ascendencia judía, Kurt Mulli y Wolfgang Laves para supervisar el trabajo en la planta. Morrel recibió la Cruz de Hierro en 1943 por el descubrimiento de "sustancias bacteriostáticas de los hongos primarios". Información sobre esto llamó la atención de la prensa Británica y The People circuló una noticia titulada "Los hunos roban una nueva droga". Referencias a pruebas clínicas con humanos aparecen muchas veces en los informes del BIOS y del CIOS, aunque algunos investigadores se muestran poco dispuestos a enviar su impuro material. Conociendo por Lembke que algunos de los antibióticos que él produjo fueron enviados a un hospital de Segebeck para ser usados en pruebas con humanos, Stainer se traslado allí. No se sorprendió de lo que encontró, y aunque los sanitarios en Segebeck facilitaron memorias de la eficacia de la penicilina en enfermedades dermatológicas tratadas, Stainer concluyó que no se habían desarrollado pruebas significativas. Hoechst aseguró haber manufacturado varios productos que contenían penicilina, incluyendo "Penicillin polvo para heridas" y vendajes impregnados de penicilina, ninguno de los cuales, se apresuraron en añadir, fueron servidos nunca a la fuerzas armadas alemanas.


El último fracaso de los esfuerzos alemanes
¿Por qué el programa alemán no tuvo éxito en producir cantidades útiles de penicilina? Inmediatamente después de la guerra, los equipos de inteligencia técnica que recorrían Alemania atribuyeron este fracaso a una sobreestimación de las sulfamidas. Aunque estas eran productos importantes para la industria farmacéutica alemana, esta conclusión parece hoy demasiado simple. La investigación de la penicilina tuvo lugar en el propio laboratorio de Domagk, por parte de Maria Brommelhues, e incluso Joseph Kimming, que debía su reputación científica a los sulfamidas, se "convirtió" a la penicilina.

Como primer antibiótico, la penicilina anunció una nueva era para las compañías farmacéuticas, donde una exitosa producción demandaba la aplicación de la tecnología establecida –fermentación- para la producción de un compuesto totalmente nuevo. En los Estados Unidos, la experiencia de la industria de la fermentación fue rápida y eficientemente aprovechada por la WPB para los servicios de producción de penicilina. Los principales participantes de la industria alemana en trabajos sobre penicilina fueron las compañías que formaban parte de la IG Farben, Schering y Merck. Todas estas alcanzaron notable éxito con compuestos sintetizados, pero vieron difícil de hacer el cambio en la metodología, a pesar de la considerable experiencia en fermentación que existía en Alemania. El país había estado en la vanguardia de la fermentación desde antes de la Primera Guerra Mundial, cuando una proporción sustancial de sus necesidades de alimento para animales fue resuelta con levadura desarrollada específicamente para el propósito. En los años de entreguerras la industria de la levadura para animales declinó, pero en 1939 volvió a tomar importancia estratégica. Algunas compañías desarrollaron sus operaciones en cubas de fermentación de 600 metros cúbicos de capacidad. El fracaso a la hora de reunir la experiencia en fermentación ya existente y el considerable potencial alemán en fermentación, costó caro.

Mientras que está claro que se establecieron muy útiles colaboraciones entre diferentes investigadores y compañías, es también evidente que hubo una duplicación de esfuerzos inefectiva. La ausencia de un laboratorio de referencia central fue una desventaja definitiva. Los microbiólogos habrían estado intercambiando libremente cepas, pero parece que no hubo ningún intento sistemático para identificar las más productivas. Mientas que el ensayo de Heatley era empleado de manera general, parece que no hubo ningún intento de estandarizar la técnica en Alemania. En la IG Elberfeld, los científicos dijeron a los interrogadores aliados que estaban produciendo una penicilina de una potencia de 40 unidades Oxford. Sin embargo, en preguntas adicionales, fueron obligados a admitir que su potencia era, en realidad, 40 unidades "Elberfeld". En contraste, Florey había llevado a Heatley consigo a los EE.UU. en 1941 especialmente para que pudiera instruir a los microbiólogos de Peoria en los puntos más delicados de su ensayo.

El coste del programa americano para producir penicilina se estimó alrededor de los 14 millones de dólares. Desafortunadamente, no existe un dato comparable para el descoordinado esfuerzo alemán, pero fue, con seguridad, considerablemente menor. Un registro se refiere a Richard Kuhn como el receptor de 25,000 Reichsmarks (aproximadamente 10 mil dólares) para "investigación en compuestos antibacterianos".

Los programas británicos y alemanes del período de guerra debieron su éxito a la coordinación central. La entrada en conciencia por parte alemana de la necesidad de coordinar las muy dispares actividades, llegó muy tarde. Hein Oeppinger estuvo presente en un mitin llevado a cabo bajo la presidencia del profesor Paul Rostock, en el cual Honrad Bernhauer fue designado para dirigir un comité de coordinación. Oepingger dijo que "en el momento de ese mitin, no podríamos conseguir ninguna cepa, ni ácidos, ni suplementos o materiales. Todo había terminado".

Gilbert Shama


El artículo original: http://www.socgenmicrobiol.org.uk/pubs/ ... 080307.pdf

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