Proizvodnja antibiotika

Proizvodnja antibiotika podrazumeva grupu postupaka i tehnika kojima se proizvode antibiotici u farmaceutskoj industriji. Od otkrića penicilina i pionirskih istraživanja Florija i Čejna, proizvodnja antibiotika je dobila važno mesto i od tada znatno usavršena.

Identifikovanje korisnih antibiotika

Podloga sa mikroorganizmima

Kao i u svakom proizvodnom procesu, proizvodnji prethodi pažljiv odabir proizvoda. Od ogromnog broja poznatih mikroorganizama koji luče agense koji adverzno utiču na neke bakterijske vrste, tek je veoma mali broj (manje od 1%) primenljiv kod čoveka. Svaki antibiotik mora da zadovolji izvesne kriterijume pre nego što može da uđe u proizvodnju. Primarno je da antibiotik odlikuje selektivna toksičnost, odnosno da uništava ili usporava rast bakterija na način koji ne utiče negativno na domaćina. Takođe, svaki antibiotik mora da ima dovoljno stabilnu strukturu da može da u organizmu ostane u aktivnom obliku dovoljno dugo da deluje na bakterije.

Kako su antibiotici sekundarni metaboliti nekih mikroorganizama, u prvom redu gljivica, najčešći prilaz ovom prvom problemu je kultivisanje jako velikog broja mikroorganizama, i testiranje uticaja metabolita koje oslobađaju na eksperimentalne uzorke oportunih bakterija. Već u ovom stupnju veliki broj njih otpada. Oni koji pokažu zadovoljavajuće dejstvo, ulaze u sledeći stupanj: testiranje terapeutskih efekata i toksičnosti. Najpovoljniji kandidati ulaze u dalje ispitivanje, gde njihova struktura biva pažljivo proučena i eventualno hemijski modifikovana za ostvarenje daljih povoljnih osobina.

Ovaj tradicionalni pristup je u poslednje vreme dobio i još uvek poprilično nerazvijenu alternativu. Taj nov postupak ima suštinski obrnut smer od tradicionalnog: nakon identifikacije specifičnog poželjnog mehanizma u borbi protiv bakterija, prilazi se pronalaženju agensa koji bi posedovao takva svojstva. Ovaj pristup je imao uspeha u nekim poljima ali je, kad je reč o antibioticima, još uvek u apsolutnom začeću. Verovatno je da će se potpuno sintetski antibiotici (kojih je danas izuzetno malo) budućnosti dizajnirati na ovaj način.

Postupak industrijske proizvodnje

Antibiotici se na industrijskom nivou proizvode u procesu fermentacije. U velike rezervoare od nekoliko hektalitara ispunjene medijumima rasta (smeša hemikalija koje čine takozvanu podlogu gde je moguć razvitak i razmnožavanje mikroorganizama) dodaje se izabran mikroorganizam. Veoma je važno da se u ovim rezervoarima konstantno održavaju optimalni uslovi koji favorizuju razvitak izabranog soja. Koncentracije hranljivih materija i kiseonika, temperatura i pH se stalno kontrolišu i podešavaju. Uzevši u obzir kako su antibiotici sekundarni metaboliti potrebno je pažljivo kontrolisati i veličinu populacije da bi se obezbedio maksimalan prinos pre odumiranja ćelija. Nakon što je proces fermentacije završen, pristupa se izolovanju antibiotika iz rastvora. Ovo je znatno lakše ukoliko je antibiotik rastvoran u organskom rastvaraču, u suprotnom, potrebno je primeniti složenije postupke jonske razmene ili adsorbcije. Antibiotik je zatim potrebno prečistiti, ukoliko je to planirano - hemijski modifikovati, i konačno kristalizovati.

Sojevi korišćeni u proizvodnji

U proizvodnji antibiotika retko se koriste divlji sojevi. Naime, kako je cilj da se u jednom procesu dobije što veći prinos antibiotika, često se soj genetički modifikuje i u nekoliko generacija, što obezbeđuje da se prinos umnoži i do 20 puta. Mutacije se dobijaju uticajem ultraljubilastih zraka, rendgenskog zračenja ili dejstvom izvesnih hemikalija. Nekad se pristupa i suptilnijoj genetičkoj modifikaciji, amplifikacijom gena koji određuje proizvodnju antibiotika. Svaka modifikacija se pažljivo prati, vrši se veštačka selekcija i za sledeću generaciju se ostavljaju samo oni sojevi sa najvećim prinosom

Literatura

• Baron, Samuel (1996). Medical Microbiology, 4th ed.. The University of Texas Medical Branch at Galveston. ISBN 0-9631172-1-1. 
• Madigan, Michael; Martinko, John (editors) (2005). Brock Biology of Microorganisms (11th ed.). Prentice Hall. ISBN 0-13-144329-1.