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May 29, 2023

La véritable histoire de la pénicilline

Dr Howard Markel

Dr Howard Markel Dr Howard Markel

La découverte de la pénicilline, l'un des premiers antibiotiques au monde, marque un véritable tournant dans l'histoire de l'humanité - lorsque les médecins disposaient enfin d'un outil capable de guérir complètement leurs patients de maladies infectieuses mortelles.

De nombreux écoliers peuvent réciter les bases. La pénicilline a été découverte à Londres en septembre 1928. Selon l'histoire, le Dr Alexander Fleming, le bactériologiste de service à l'hôpital St. Mary, est revenu de vacances d'été en Écosse pour trouver une paillasse de laboratoire en désordre et bien plus encore.

En examinant certaines colonies de Staphylococcus aureus, le Dr Fleming a noté qu'une moisissure appelée Penicillium notatum avait contaminé ses boîtes de Petri. Après avoir soigneusement placé les plats sous son microscope, il a été étonné de constater que la moisissure empêchait la croissance normale des staphylocoques.

Sir Alexander Fleming (1881 - 1955), étudiant une culture en tube à essai avec une loupe. Photo de Chris Ware/Getty Images.

Il a fallu quelques semaines à Fleming pour développer suffisamment de moisissure perspicace afin de pouvoir confirmer ses découvertes. Ses conclusions se sont avérées phénoménales : il y avait un facteur dans la moisissure Penicillium qui non seulement inhibait la croissance de la bactérie mais, plus important encore, pouvait être exploité pour lutter contre les maladies infectieuses.

Comme le célèbre Dr Fleming l'a écrit à propos de cette date rouge : "Quand je me suis réveillé juste après l'aube du 28 septembre 1928, je n'avais certainement pas l'intention de révolutionner toute la médecine en découvrant le premier antibiotique au monde, ou tueur de bactéries. Mais je suppose que c'est exactement ce que j'ai fait."

Quatorze ans plus tard, en mars 1942, Anne Miller est devenue la première patiente civile à être traitée avec succès à la pénicilline, allongée sur le point de mourir à l'hôpital de New Haven dans le Connecticut, après avoir fait une fausse couche et développé une infection qui a conduit à un empoisonnement du sang.

Mais il y a beaucoup plus dans cette séquence historique d'événements.

En fait, Fleming n'avait ni les ressources de laboratoire à St. Mary's ni les connaissances en chimie pour franchir les prochaines étapes géantes consistant à isoler l'ingrédient actif du jus de moisissure pénicillium, à le purifier, à déterminer contre quels germes il était efficace et comment l'utiliser. Cette tâche incombait au Dr Howard Florey, professeur de pathologie qui était directeur de la Sir William Dunn School of Pathology de l'Université d'Oxford. Il était passé maître dans l'art d'obtenir des subventions de recherche auprès de bureaucrates aux poings serrés et un magicien absolu dans l'administration d'un grand laboratoire rempli de scientifiques talentueux mais excentriques.

Ce travail historique a commencé en 1938 lorsque Florey, qui s'intéressait depuis longtemps à la manière dont les bactéries et les moisissures s'entretuent naturellement, est tombé sur l'article de Fleming sur la moisissure du pénicillium en feuilletant certains anciens numéros du British Journal of Experimental Pathology. Peu de temps après, Florey et ses collègues se sont réunis dans son laboratoire bien approvisionné. Ils ont décidé de démêler la science sous-jacente à ce que Fleming appelait "l'action antibactérienne" du pénicillium.

Une boîte de pétri de pénicilline montrant son effet inhibiteur sur certaines bactéries mais pas sur d'autres. Photo par Keystone Features/Getty Images.

L'un des employés les plus brillants de Florey était un biochimiste, le Dr Ernst Chain, un émigré juif allemand. Chain était un homme brusque, abrasif et extrêmement sensible qui se battait constamment avec Florey pour savoir qui méritait le mérite d'avoir développé la pénicilline. Malgré leurs batailles, ils ont produit une série d'extraits bruts de fluides de culture de moisissures pénicillium.

Au cours de l'été 1940, leurs expériences se sont concentrées sur un groupe de 50 souris qu'ils avaient infectées avec un streptocoque mortel. La moitié des souris sont mortes de mort misérable à cause d'une septicémie accablante. Les autres, qui ont reçu des injections de pénicilline, ont survécu.

C'est à ce moment-là que Florey s'est rendu compte qu'il avait suffisamment d'informations prometteuses pour tester le médicament sur des personnes. Mais le problème demeurait : comment produire suffisamment de pénicilline pure pour soigner les gens. Malgré les efforts déployés pour augmenter le rendement des cultures de moisissures, il a fallu 2 000 litres de liquide de culture de moisissures pour obtenir suffisamment de pénicilline pure pour traiter un seul cas de septicémie chez une personne.

En septembre 1940, un agent de police d'Oxford, Albert Alexander, 48 ans, a fourni le premier cas test. Alexandre s'est coupé le visage en travaillant dans sa roseraie. L'égratignure, infectée par des streptocoques et des staphylocoques, s'est propagée à ses yeux et à son cuir chevelu. Bien qu'Alexander ait été admis à l'infirmerie Radcliffe et traité avec des doses de sulfamides, l'infection s'est aggravée et a entraîné des abcès couvants dans les yeux, les poumons et l'épaule. Florey et Chain ont entendu parler de l'horrible cas à table haute un soir et, immédiatement, ont demandé aux médecins de Radcliffe s'ils pouvaient essayer leur pénicilline "purifiée".

Après cinq jours d'injections, Alexander a commencé à récupérer. Mais Chain et Florey n'avaient pas assez de pénicilline pure pour éradiquer l'infection, et Alexander est finalement décédé.

Un technicien de laboratoire examinant des flacons de culture de pénicilline, prises par James Jarche pour le magazine Illustrated en 1943.

Une autre figure essentielle du laboratoire était un biochimiste, le Dr Norman Heatley, qui utilisait tous les récipients, bouteilles et bassins disponibles pour faire pousser des cuves de moisissure à pénicilline, aspirer le liquide et développer des moyens de purifier l'antibiotique. L'usine de moules de fortune qu'il a montée était à peu près aussi éloignée que possible des énormes cuves de fermentation et de l'ingénierie chimique sophistiquée qui caractérisent aujourd'hui la production moderne d'antibiotiques.

À l'été 1941, peu avant que les États-Unis n'entrent dans la Seconde Guerre mondiale, Florey et Heatley s'envolèrent pour les États-Unis, où ils travaillèrent avec des scientifiques américains à Peoria, dans l'Illinois, pour développer un moyen de produire en masse ce qui devint connu sous le nom de médicament miracle.

Conscients que le champignon Penicillium notatum ne produirait jamais assez de pénicilline pour traiter les gens de manière fiable, Florey et Heatley ont cherché une espèce plus productive.

Par une chaude journée d'été, une assistante de laboratoire, Mary Hunt, est arrivée avec un cantaloup qu'elle avait ramassé au marché et qui était recouvert d'une "jolie moisissure dorée". Par hasard, la moisissure s'est avérée être le champignon Penicillium chrysogeum, et elle a produit 200 fois plus de pénicilline que l'espèce décrite par Fleming. Pourtant, même cette espèce nécessitait une amélioration avec des rayons X et une filtration provoquant des mutations, produisant finalement 1 000 fois plus de pénicilline que les premiers lots de Penicillium notatum.

Pendant la guerre, la pénicilline a fait ses preuves. Tout au long de l'histoire, le principal tueur dans les guerres a été l'infection plutôt que les blessures au combat. Pendant la Première Guerre mondiale, le taux de mortalité par pneumonie bactérienne était de 18 % ; pendant la Seconde Guerre mondiale, il est tombé à moins de 1 %.

Voici la table à pénicilline dans un hôpital d'évacuation américain au Luxembourg en 1945. Photo par Photo12/UIG.

De janvier à mai 1942, 400 millions d'unités de pénicilline pure ont été fabriquées. À la fin de la guerre, les sociétés pharmaceutiques américaines produisaient 650 milliards d'unités par mois.

Ironiquement, Fleming a fait peu de travail sur la pénicilline après ses observations initiales en 1928. À partir de 1941, après que les journalistes ont commencé à couvrir les premiers essais de l'antibiotique sur les gens, Fleming, peu avenant et doux, a été considéré comme le découvreur de la pénicilline. Et à la grande consternation de Florey, les contributions du groupe d'Oxford ont été pratiquement ignorées.

Ce problème a été partiellement corrigé en 1945, lorsque Fleming, Florey et Chain - mais pas Heatley - ont reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine. Dans son discours d'acceptation, Fleming a averti de manière prémonitoire que la surutilisation de la pénicilline pourrait entraîner une résistance bactérienne.

En 1990, Oxford a compensé la négligence du comité Nobel en décernant à Heatley le premier doctorat honorifique en médecine de ses 800 ans d'histoire.

Peut-être que ce 28 septembre, alors que nous célébrons la grande réalisation d'Alexander Fleming, nous rappellerons-nous que la pénicilline a également nécessité la sage-femmerie de Florey, Chain et Heatley, ainsi qu'une armée de laborantins.

Avez-vous une question pour le Dr Markel sur la façon dont un aspect particulier de la médecine moderne est né ? Envoyez-les nous à [email protected].

À gauche : Dans une chronique mensuelle pour PBS NewsHour, le Dr Howard Markel revient sur des moments qui ont changé le cours de la médecine moderne lors de leurs anniversaires, comme le développement de la pénicilline le 28 septembre 1928. Ci-dessus : Jean-Claude Fide est traité à la pénicilline par sa mère en 1948. Photo de Bert Hardy/Picture Post

Dr Howard Markel Dr Howard Markel

Le Dr Howard Markel écrit une chronique mensuelle pour le PBS NewsHour, mettant en lumière des événements historiques importants qui continuent de façonner la médecine moderne. Il est le directeur du Center for the History of Medicine et le George E. Wantz Distinguished Professor of the History of Medicine à l'Université du Michigan et l'auteur de "The Secret of Life: Rosalind Franklin, James Watson, Francis Crick and the Discovery of DNA's Double Helix" (WW Norton, septembre '21).