La penicilina mutante que desembarcó en Normandía

Cuando los soldados aliados desembarcaron en Normandía en junio de 1944, contaron con una nueva arma que les daría una gran ventaja sobre los alemanes: la penicilina. Probada en humanos solo tres años antes, el proceso para obtenerla era tan complicado y artesanal que se necesitaba un año de producción para tratar a una sola persona. Pero EE UU puso toda su maquinaria científica y farmacéutica a trabajar para conseguir que los militares tuvieran para el Día D antibiótico suficiente para curar a 300.000 soldados. Para algunos, el proyecto Penicilina fue aún más grande que el proyecto Manhattan para obtener la bomba atómica.

Tras su descubrimiento por el británico Alexander Fleming, también fueron científicos británicos, liderados por el patólogo Howard Florey y el biólogo Norman Heatley, los que descubrieron el uso terapéutico de la penicilina en 1941. No lograron salvar a su primer paciente, un policía inglés, porque al quinto día de tratamiento se había acabado todo el antibiótico purificado en un año. Sin embargo, estaban convencidos de que un fármaco que pudiera combatir la primera causa de muerte de los heridos, las infecciones por delante de las balas, daría una gran ventaja a quien lo tuviera primero.

Pero en aquel tiempo, con los alemanes bombardeando sin cesar y con la amenaza real de una invasión, las autoridades británicas no estaban para desviar recursos del esfuerzo bélico. Con unas muestras de Penicillium notatum, el moho del que obtenían la penicilina, Florey y Heatley viajaron a EE UU en el verano de 1941. Allí hallaron el músculo científico, industrial y financiero para refinar la producción de la penicilina y hacerla masiva.

La existencias de penicilina de 1941 no bastaron para curar a una persona. Tres años después había dosis para tres millones de soldados

"Sin la intervención de EE UU no habría sido posible la producción masiva de la penicilina", dice el profesor de bacteriología de la Universidad de Wisconsin-Madison, Marcin Filutowicz. Coordinados por la división de investigación del Departamento de Agricultura de EE UU (USDA), 40 laboratorios de investigación, las cuatro grandes farmacéuticas de entonces, entre las que estaban Merck y Pfizer, una decena de universidades y, con el tiempo, una treintena de plantas de producción se afanaron en la búsqueda de una variedad del moho de alto rendimiento. Solo en Wisconsin-Madison participaron 50 científicos.

Al principio los avances fueron escasos. Usando penicilina obtenida de la cepa traída por Florey y Heatley, los científicos trataron al primer paciente estadounidense en marzo de 1942 de una septicemia. La infección remitió por completo pero a costa de agotar la mitad de la producción obtenida hasta entonces. Se necesitaban entre uno y dos millones de unidades de penicilina para tratar una infección administradas en ampollas inyectables que contenía entre 100.000 y 300.000 unidades.

"Cuando llegaron los ingleses, supimos que estaban logrando unas cuatro unidades por mililitro de penicilina", decía el responsable del Centro Regional del USDA de Peoria (Illinois), el micólogo Kenneth Raper, en una entrevista años después. Para finales de año ya lograron 40 unidades por mililitro, 10 veces más pero aún insuficientes. Había que lograr elevar el rendimiento del moho de forma exponencial y cuanto antes. Los alemanes también estaban investigando con unas cepas herederas de las de Fleming. Más importante aún: A comienzos de 1943, se aprobaba la Operación Overlord, nombre en clave del plan para desembarcar en Normandía al año siguiente. Para entonces harían falta miles de millones de unidades cuando no billones. Un hecho fortuito vino a ayudarles.

El laboratorio de Raper se encontraba rodeado de extensos campos de maíz. Usaban una lactosa obtenida de las mazorcas como medio para cultivar el P. notatum. Allí habían llegado las muestras del moho británico. Antes los escasos avances, Raper pidió a los militares que le enviaran nuevas cepas recogidas en diversas partes del mundo. Pero el primer gran avance lo hallaron mucho más cerca. Una asistente de su laboratorio, Mary Hunt, compró un melón cantalupo ya mohoso en una frutería de Peoria. Comprobaron que el hongo era otra especie, la Penicillium chrysogenum, que rendía hasta 100 unidades por mililitro de penicilina en estado natural.

La cepa más productiva se obtuvo del moho de un melón cantalupo comprado en una frutería

Raper envió muestras del moho del melón a varias universidades del país. Había que encontrar una manera de aumentar ese rendimiento natural. Lo probaron todo, desde la selección artificial hasta la radiación. Investigadores del laboratorio Cold Spring Harbor de Nueva York irradiaron las muestras con rayos X obteniendo centenares de cepas mutantes. Pero fue otra científica de Wisconsin-Madison, la microbióloga Elizabeth McCoy, la que identificó la cepa mutante más prometedora. Tras someterla a radiación ultravioleta para inducir nuevas mutaciones, lograron la Q-176, la cepa más productiva del proyecto y la que acabó desembarcando en Normandía.

En un informe de 1946, el que fuera responsable de la división de fermentación en Peoria y colega de Raper, Robert Coghill, relata cómo la Q-176 permitió escalar la producción. De los apenas 400 millones de unidades de penicilina producidas en junio de 1943 se pasó a 117.000 millones en junio de 1944 y seis veces más al final de la guerra. En palabras de Filutowicz, "la producción de la penicilina fue el primer gran paso en el desarrollo de la microbiología industrial". Y, si se le suma el programa paralelo de lograr una penicilina sintética, algo que se logró años más tarde, "el proyecto de la penicilina superó al proyecto Manhattan".