Penicilina

Qué es la penicilina

El nombre procede del género fúngico Penicillium, y este a su vez del latín penicillum, «pincel»: al microscopio, las estructuras del hongo que producen las esporas tienen forma de diminutos pinceles ramificados. Fue el propio Alexander Fleming quien acuñó la palabra «penicilina» el 7 de marzo de 1929, varios meses después de observar el hallazgo que la hizo posible.

Ese hallazgo ocurrió el 28 de septiembre de 1928 en el Hospital St. Mary de Londres. Fleming, bacteriólogo escocés, encontró que un cultivo de estafilococos había sido contaminado por un moho, y que las colonias bacterianas más próximas al moho habían muerto. Identificó el hongo como una especie de Penicillium y comprobó que su filtrado destruía una amplia variedad de bacterias patógenas sin dañar, en las pruebas iniciales, a los tejidos animales. La sustancia resultó, sin embargo, muy inestable, y pasaron más de diez años antes de que pudiera producirse en forma pura y en cantidad suficiente para uso clínico.

En Oxford, a comienzos de los años cuarenta, el bioquímico Ernst Boris Chain y el patólogo Howard Florey dieron el paso decisivo: purificaron la penicilina y demostraron su eficacia terapéutica, un trabajo que abrió camino a la producción industrial poco después. En 1945, la estructura de la molécula, un anillo betalactámico de cuatro miembros fusionado a un anillo de tiazolidina, quedó establecida gracias al trabajo cristalográfico de Dorothy Hodgkin. Ese mismo año, Fleming, Chain y Florey compartieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina «por el descubrimiento de la penicilina y su efecto curativo en diversas enfermedades infecciosas».

Mecanismo de acción

Todas las penicilinas comparten el núcleo del ácido 6-aminopenicilánico, y es precisamente su anillo betalactámico el que ejecuta la acción antibacteriana. Ese anillo se une de forma irreversible a unas enzimas bacterianas llamadas proteínas fijadoras de penicilina (PBP, por sus siglas en inglés), transpeptidasas encargadas de tejer los enlaces cruzados del peptidoglicano, el polímero que da rigidez a la pared celular de la bacteria.

Al bloquear esa enzima, la penicilina impide que la pared se termine de construir. La bacteria, incapaz de resistir su propia presión osmótica interna, se lisa y muere. Es, por tanto, un mecanismo bactericida y no bacteriostático, y afecta sobre todo a las bacterias que están en fase de multiplicación activa, momento en el que la síntesis de pared es más intensa. Los organismos sin pared celular, como los micoplasmas, son naturalmente insensibles a su acción, con independencia de cualquier mecanismo de resistencia adquirida.

Clasificación

Las penicilinas naturales, obtenidas directamente de la fermentación de Penicillium sin modificación posterior, son la penicilina G (benilpenicilina), de uso parenteral, y la penicilina V (fenoximetilpenicilina), estable en medio ácido y por ello apta para la vía oral.

A partir de 1959, cuando los químicos de la farmacéutica Beecham describieron la estructura del ácido 6-aminopenicilánico aislado, se abrió la vía a las penicilinas semisintéticas. De ella surgieron tres grupos con perfiles de actividad distintos. Las isoxazolilpenicilinas, entre ellas la meticilina, la oxacilina y la cloxacilina, incorporan una cadena lateral voluminosa que impide el acceso de las betalactamasas estafilocócicas al anillo betalactámico. Las aminopenicilinas, con la amoxicilina y la ampicilina como principales representantes, ganan actividad frente a bacterias gramnegativas gracias a un grupo amino libre en su cadena lateral. Y las carboxipenicilinas y ureidopenicilinas, entre las que figuran la carbenicilina y la piperacilina, amplían el espectro hasta cubrir Pseudomonas aeruginosa, un patógeno especialmente resistente.

Un capítulo aparte lo forman las combinaciones con inhibidores de betalactamasas, como el ácido clavulánico, que no tienen actividad antibacteriana relevante por sí mismos pero protegen a la penicilina acompañante de la degradación enzimática.

Resistencia bacteriana

La resistencia a la penicilina se produce principalmente por dos vías. La primera y más frecuente es la producción bacteriana de betalactamasas, también llamadas penicilinasas, enzimas capaces de hidrolizar el anillo betalactámico y desactivar la molécula antes de que alcance su diana. La segunda vía, menos común pero clínicamente más difícil de sortear, consiste en modificar la propia proteína fijadora de penicilina para que pierda afinidad por el fármaco; es el mecanismo detrás de cepas bacterianas como el estafilococo dorado resistente a la meticilina.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra penicilina?

Del género fúngico Penicillium, cuyo nombre alude a la forma de pincel de las estructuras que produce el hongo bajo el microscopio. Fleming bautizó así la sustancia el 7 de marzo de 1929.

¿Es la penicilina un solo fármaco?

No. Es el nombre de toda una familia de antibióticos betalactámicos que comparten el mismo núcleo químico pero difieren en su cadena lateral, su espectro de acción y su resistencia a las betalactamasas.

¿Cuándo se descubrió?

El 28 de septiembre de 1928, cuando Alexander Fleming observó en su laboratorio del Hospital St. Mary de Londres que un moho había destruido un cultivo de estafilococos. Su desarrollo como fármaco utilizable tardaría todavía más de una década.

¿En qué se diferencia de las cefalosporinas?

Ambas familias comparten el anillo betalactámico, pero en las cefalosporinas ese anillo se fusiona con un anillo de dihidrotiazina de seis miembros, no con el de tiazolidina de cinco que caracteriza a las penicilinas. Esa diferencia estructural condiciona el espectro de actividad y, en parte, la susceptibilidad a determinadas betalactamasas.

Referencias

1. Fundación Nobel. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1945.
2. American Chemical Society. Descubrimiento y desarrollo de la penicilina.
3. Manual MSD, versión para público general. Penicilinas.
4. SEMG, Sociedad Española de Médicos Generales y de Familia. Uso actual de las penicilinas clásicas.