Storia al femminile della penicillina

Quella della penicillina è una storia complessa, che ci viene raccontata sempre dallo stesso punto di inizio . Ma si tratta spesso di un racconto parziale, che ha al centro un unico eroe e lascia in penombra altre figure che invece hanno avuto un ruolo fondamentale in quella rivoluzionaria scoperta.
Francesca Buoninconti, 24 Febbraio 2020
Micron
Micron
Giornalista scientifica

La storia della penicillina è una storia complessa. Una di quelle che ci viene raccontata sempre dallo stesso punto di inizio, con la stessa prospettiva. Tutto comincia con una distrazione. Con un errore che, con il tocco della dea bendata Fortuna e l’applicazione del metodo scientifico, ha trasformato il prodotto del metabolismo di alcune specie di muffa nell’antibiotico più conosciuto al mondo. Così il distratto Alexander Fleming è diventato l’unico eroe, l’unico attore su cui è puntato fisso l’occhio di bue. Quasi il solo protagonista di questa rivoluzione della medicina. Ma questo racconto, tanto veritiero quanto parziale, lascia in penombra tre uomini e blocca dietro le quinte del palcoscenico due donne che invece hanno avuto un ruolo fondamentale.

È il 1928 quando il medico e biologo britannico quarantasettenne Alexander Fleming si dimentica per qualche giorno, nel laboratorio del St. Mary’s Hospital di Londra, alcune colture di Staphilococcus aureus. Al suo ritorno, una capsula Petri è in parte ammuffita e intorno a quella macchia biancastra di muffa i batteri non sono cresciuti: viene scoperta la penicillina. Fleming però non è stato il primo a notare gli effetti antibatterici delle muffe. Trentacinque anni prima, nel 1895, il molisano Vincenzo Tiberio pubblicava Sugli estratti di alcune muffe. L’ufficiale medico del Corpo Sanitario della Marina Militare Italiana aveva osservato l’azione battericida e curativa degli estratti di alcune muffe del genere Mucor, Penicillium e Aspergillus. Tiberio dunque è arrivato primo, ma la sua scoperta non ha la stessa eco. È lui il primo uomo lontano dai riflettori, sebbene in qualche occasione viene ricordato e celebrato.

Le vicende che seguirono il fortunato errore di Fleming, invece, sono note ai più: la penicillina diventerà il primo antibiotico al mondo e a partire dalla seconda guerra mondiale salverà milioni di persone. Ma per arrivare dal laboratorio del St. Mary’s Hospital a curare feriti e malati, la penicillina è dovuta passare per le mani di due ricercatori di Oxford: il biochimico tedesco Ernst Boris Chain e l’anatomopatologo australiano Howard Walter Florey. Sono loro, infatti, che riescono a isolare e purificare la penicillina e che eseguono i primi test in vivo e poi i trial clinici su uomini. A quanto pare Florey e Chain, di carattere schivo, hanno lasciato di buon grado la scena a Fleming, che veniva mandato avanti per parlare con la stampa. I risultati scientifici dei tre, giustamente, sono stati equamente premiati dall’Accademia di Stoccolma, che nel 1945 ha consegnato loro il Nobel per la Medicina «per la scoperta della penicillina e dei suoi effetti curativi in molte malattie infettive».

A questo punto, conosciuti gli altri tre attori sul palcoscenico, rimangono le due donne dietro le quinte. La prima entra in scena all’incirca intorno al 1941 e per raccontare il suo ingresso dobbiamo fare un passo indietro. La penicillina che Fleming aveva ricavato dal fungo Penicillium notatum (così era stato identificato) aveva una resa bassa, instabile e lenta. Insomma era inservibile, parliamoci chiaro. E infatti dopo qualche studio preliminare, la penicillina venne momentaneamente abbandonata.

Con lo scoppio della seconda guerra mondiale, però, per ridurre le perdite di vite umane serviva assolutamente un antibiotico a largo spettro ed efficace. Howard Florey ed Ernst Boris Chain abbandonarono Londra sotto i bombardamenti, approdarono in Illinois e convinsero i colleghi del Northern Regional Research Laboratory (NRRL) del Dipartimento dell’Agricoltura di Peoria a continuare le ricerche. Si era capito che diversi ceppi e metodi di coltura potevano produrre una diversa quantità di penicillina, ma il quantitativo per litro non era ancora soddisfacente. L’obiettivo era trovare il modo di produrre più penicillina possibile e più velocemente. A dare una svolta al processo produttivo pare sia stata proprio una donna, di cui non si hanno dati biografici certi e la cui esistenza si perde nel mito: Moldy Mary, la “muffosa Mary”. Una ragazza – per alcuni una microbiologa del Northern Regional Research Laboratory, per altri una semplice casalinga – che sarebbe riuscita a fare di un melone ammuffito comprato al mercato l’alleato perfetto per la produzione industriale della penicillina.

Mary K. Hunt, questo il suo vero nome, sarebbe nata nel 1910 e cresciuta a Chicago. Avrebbe frequentato l’University of Chicago e l’University of Illinois Medical School, studiando batteriologia e lavorando all’ospedale St. Francis di Peoria, prima di essere assunta al NRRL. Nei primi anni del secondo conflitto mondiale, Mary sarebbe stata incaricata di girare per i mercati in cerca di prodotti ortofrutticoli andati a male per trovare una muffa capace di produrre penicillina in abbondanza. E a quanto pare Mary riuscì egregiamente nel suo compito: trovò un cantalupo che presentava una bella muffa dorata e lo portò al laboratorio. Quella era proprio la muffa che tutti stavano cercando, il fungo Penicillium chrysogenum.

Se fino al 1941 si riuscivano a produrre pochissime unità di penicillina per millilitro di coltura, con il Penicillium chrysogenum recuperato da Mary e le nuove tecniche di coltura si arrivò a produrre 250 unità per millilitro. Iniziò la produzione del farmaco su scala industriale: dai 21 miliardi di Unità Internazionali (UI) prodotti negli USA nel 1943 si passò a 1.663 miliardi UI nel 1944, mentre la guerra sarebbe stata vinta dagli alleati nel giro di un anno.

Mary Hunt era ormai diventata per tutti “Moldy Mary”, presto sarebbe diventata la signora Stevens e sarebbe morta praticamente dimenticata il 22 febbraio 1991 a Sedona, in Arizona. Oggi di lei rimane una sola foto nel laboratorio del NRRL; un dipinto di Douglas Gorsline che la ritrae al mercato di Peoria, vestita di giallo, mentre afferra il cantalupo; e un timido ringraziamento nel paper pubblicato nel 1944, Natural variation and penicillin production in Penicillium notatum and allied species, a firma di Robert D. Coghill. In coda all’articolo, nei ringraziamenti, infatti si legge: “Allo stesso modo siamo indebitati con Miss Mary K. Hunt per la raccolta di campioni di materiali ammuffiti e per l’assistenza nell’isolamento e nei test preliminari di molti ceppi”.

In effetti il lavoro di ricerca della “muffa perfetta” e del metodo di coltura migliore svolto dal NRRL è stato eccezionale. Al laboratorio avevano isolato e coltivato muffe da decine e decine di prodotti, dal pane ai formaggi, dalla carne agli ortaggi, fino alla frutta e ai terreni provenienti persino da altri stati americani, da Canada, Gran Bretagna, Messico, Panama, Cuba, Brasile, India e Australia. Ma galeotto fu il cantalupo scovato da Mary a pochi passi dal laboratorio. Per amor di cronaca, diversi anni più tardi, nel 1976, Robert D. Coghill che era stato tanto “generoso” in quei ringraziamenti non sembrava più tanto d’accordo sui meriti di Mary. La definì «una semplice ragazza» e aggiunse: «in realtà Moldy Mary è stata creata dai giornali. I mercanti l’hanno chiamata così per farsi pubblicità […] Quando pensi all’enorme valore che la penicillina ha avuto, ci sono cose molto più importanti di cui scrivere rispetto a Moldy Mary».

La storia della penicillina, però, non può essere completata senza il lavoro del premio Nobel per la chimica Dorothy Crowfoot Hodgkin. Figlia di archeologi inglesi, la Hodgkin nasce al Cairo, anche lei nel 1910. Crescerà tra l’Inghilterra e il Sudan – dove lavorano i genitori – giocando ad analizzare i minerali con una specie di “piccolo chimico” del tempo. La sua passione per la chimica sboccia precocemente, quando ha solo dieci anni, e nel 1932 la troviamo laureata in chimica con lode al Somerville College di Oxford: è la terza donna nella storia del prestigioso istituto a indossare il tocco.

Ma è durante il dottorato al Newnham College di Cambridge, che Dorothy viene folgorata dall’idea che la porterà a ricevere il Nobel. Anni prima la madre le aveva regalato un libro di William Henry Bragg, uno dei padri della cristallografia a raggi X. Dorothy l’aveva divorato e aveva capito sin da subito le potenzialità di applicare una simile tecnica – di solito utilizzata in cristallografia per individuare le caratteristiche strutturali dei cristalli minerali – alle molecole biologiche. Se i raggi X potevano restituire l’immagine tridimensionale di un cristallo, allora avrebbero anche potuto svelare la struttura tridimensionale di una molecola biologica, opportunamente trattata e cristallizzata.

Due anni dopo, nel 1934, insieme al suo professore John Desmond Bernal, Dorothy riesce a ottenere la prima figura di diffrazione di una proteina globulare in ambiente umido. La proteina in questione è la pepsina: un enzima presente nei succhi gastrici che si occupa di scindere altre proteine. È fatta. Da quel momento, nonostante un’artrite reumatoide galoppante che non le lascerà tregua, deformandole mani e piedi, Dorothy legherà indissolubilmente il suo nome alla cristallografia a raggi X applicata alle molecole organiche. Tra gli anni Trenta e Sessanta del Novecento otterrà i suoi più grandi risultati, identificando la struttura tridimensionale di numerose molecole organiche. Dopo la pepsina, svelerà al mondo la struttura del colesterolo nel 1937, della penicillina G (benzilpenicillina) nel 1945 e della vitamina B12 nel 1954. Proprio queste scoperte le varranno il premio Nobel per la chimica, che ritirerà nel 1964, appena cinque anni prima di comprendere anche la struttura dell’insulina.

Nonostante nel 1937 Dorothy si fosse sposata con lo storico Thomas Hodgkin, continuerà a firmare i suoi paper con il cognome da nubile. E una volta in pensione, dopo più di quarant’anni di carriera, si dedicherà all’impegno civile: prenderà posizione contro la guerra in Vietnam e per ben tredici anni sarà presidente della Pugwash Conferences on Science and World Affairs, l’organizzazione non governativa per il disarmo nucleare.

Se non fosse stato per Mary Hunt forse la penicillina non sarebbe mai stata commercializzata. E di sicuro, senza il prezioso lavoro di Dorothy Crowfoot Hodgkin non saremmo riusciti a comprendere la struttura di questa molecola e a sintetizzare tutte le penicilline di cui disponiamo oggi.

E se proprio vogliamo dirla tutta, la storia degli antibiotici è piena di donne spesso rimaste tagliate fuori. Come Elizabeth Jane Bugie (1920-2001) che nei laboratori della Rutgers University nel 1943 ha scoperto la streptomicina: la prima cura antibiotica per la tubercolosi. La Bugie lavorava insieme al dottorando Albert Schatz e al professore Selman Waksman, che si sarebbe preso il merito della scoperta e sarebbe stato premiato con il Nobel nel 1952. La Bugie infatti non venne inclusa nel paper originale perché di lì a poco «si sarebbe sposata»: queste le giustificazioni avanzate da Waksman. Con lui, oltre a Elizabeth Bugie, lavoravano altre cinque donne: Doris Irasimus Jones Ralston, Vivian Rosenfeld Schatz, Hilda Christine Reilly, Elizabeth Schwebel Horning e Dorris Jeanette Hutchinson.

È soprattutto grazie a loro che furono sviluppati metà degli antibiotici comunemente usati oggi: streptomicina, neomicina, actinomicina, streptotricina, dactinomicina, fradicina, candicidina sono stati scoperti da un team (quasi) tutto al femminile.

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