El competente equipo de CEPA en España llevaba más de 10 años trabajando duro sin resultados prácticos. Medio millón de aislados, miles de cepas del suelo identificadas y decenas de sustancias antibióticos debieron descartarse al no encontrarse ninguno con un buen índice terapéutico.

Pero en 1966 se aprecia un gran revuelo en el equipo de D. Justo Martínez Mata. Cada vez que un investigador salía de viaje, ya fuera de trabajo, vacaciones o familiar, en su equipaje lleva siempre recipientes para la recogida de muestras de tierra. El médico Sebastián Hernández del equipo investigador, a la vuelta de un viaje en abril entrega para su estudio una muestra recogida junto a la carretera de Javea a Gata. Inmediatamente se sembró en varios tipos de medios en placas de Petri y se incubaron 13 días a 28ºC. Las colonias que crecieron se resembraron en otras placas, seleccionándose una de ellas por el abundante crecimiento y el “olfato” de la microbióloga Sagrario Mochales, que detectó una buena actividad. Identificó la cepa como Streptomyces fradiae a la vez que, como era habitual, la incubó en cultivo líquido a 28ºC en agitación, mostrando la producción de una sustancia de alta actividad antibacteriana. A finales de julio de ese año, tras los controles de pureza e identificación correspondiente, se liofilizó la cepa y se envió a Merck (América).

Los dos años siguientes, en los que no se dejó de trabajar, se esperaron con ansiedad cualquier resultado del liofilizado enviado a América pues se sospechaba que se había encontrado algo importante. Los rumores se alimentaron en 1967 con la noticia de la renovación del acuerdo Merck-CEPA, informándose en 1968 que se habían encontrado antibióticos de interés iniciándose ensayos clínicos, lo que significaba que se habían hecho estudios microbiológicos y de experimentación animal con una inusitada rapidez.

En fase de ensayo todavía, en Octubre de 1969, se publica en Science la noticia del hallazgo de un nuevo antibiótico, la fosfomicina que firman Mata, Hernández y Mochales por el equipo español, precedidos por once autores del equipo americano. Rápidamente se hace eco la prensa española con diversa intensidad. Destacaron el descubrimiento el periódico médico “Noticias Médicas” (15-Octubre 1969) y el diario “Pueblo” (25-11-69). Antonio Gallego aprovechó las noticias para ensalzar la competencia profesional del equipo español y para quejarse amargamente del escaso apoyo oficial español a la investigación científica.

¿Qué camino siguió la investigación de la fosfomicina?
Verificada en Merck la identificación del Streptomyces, se depositó en la colección americana de cultivos tipo (ATCC) y se comprobó la producción de un nuevo antibiótico denominado 833A. El rendimiento de producción era muy bajo pero se siguió estudiando por la alta potencia antimicrobiana.

La publicación de las características químicas en Science no fue el punto final de esta etapa. En Merck (1970) se obtuvo la fosfomicina (denominada inicialmente fosfonomicina) por un método de síntesis a partir de butanol y trietilaminas. Este sistema proporcionaba una fosfomicina (epóxido) muy pura, en gran cantidad, en forma de sal que Merck patentó.
Por sus características químicas los científicos de Merck consideraron que debía ser muy inestable por lo que “a priori” la descartaron para la administración oral y no se interesaron por su desarrollo posterior.
A pesar del natural escepticismo de todo científico, el desinterés de Merck cayó como un jarro de agua fría en el equipo de CEPA. La situación se agravaba porque CEPA estaba sufragando los gastos, desde hacia 10 años, de un equipo de investigación que no aportaba beneficios a una empresa que no podía permitirse grandes sacrificios.

Pero en torno a 1970, una serie de circunstancias providenciales evitaron la debacle. CEPA obtuvo la financiación necesaria para seguir investigando gracias a las ventas de Productos Químicos Schering SA (había sido nacionalizada y vendida a CEPA) a la casa matriz alemana Schering. Además Antonio Gallego con una gran fe en la fosfomicina, convenció a los directivos de CEPA para seguir investigando el producto. Trasladó entonces la investigación desde CEPA al Instituto de Farmacología Española (IFE) que había sido creado en 1950 para investigar y desarrollar productos españoles de aplicación industrial. Los americanos no se habían percatado que el grupo fosfónico estabilizaba la molécula por lo que se podría usar por vía oral y las resistencias que presentaban los gérmenes, otro motivo del desinterés americano, era un problema menor in vivo y se podría superar. Los americanos habían perdido prácticamente todo interés por la fosfomicina y estaban centrados en el nuevo descubrimiento, las cefamicinas (cefoxitina). Pues bien, desde el IFE se propiciaron en España ensayos clínicos y en 1973 se adecuó la fabrica de Aranjuez, que ya producía antibióticos (penicilina, estreptomicina y tetraciclinas), a la compleja producción de fosfomicina que se comercializó con el nombre de fosfocina.

Por las vicisitudes citadas, las expectativas iniciales se vieron mermadas considerablemente lo que llevó a incumplir algunos compromisos de suministros ya que CEPA tenia la licencia para distribuir a Portugal, Marruecos, Sur de Europa, Japón y el potencial mercado de Sudamérica. Esta situación, mas la incomodidad de Antonio Gallego por la falta de inversión e investigación, en CEPA, abandonando la compañía,  la muerte de D. Justo Martínez Mata (líder del grupo) y algunas circunstancias añadidas desembocaran en una “crisis” en 1975. Los intereses de CEPA quedarán rápidamente dispersos entre Explosivos de Río Tinto (la parte industrial) y la parte investigadora entre IFE y el CIBE. Este último se integraría plenamente en Merck Sharp and Dohme en 1985.

Después de los 90, la fosfomicina ha tenido una extraordinaria reactivación. La formulación de fosfomicina trometamol se usa en todo el mundo y en muchos países es mas popular que en España.

J. Prieto Prieto.

Desde el siglo XII se conocen los beneficios del yodo para estos enfermos y se llegó a utilizar tanto, que con frecuencia se decía “cuando el médico no sabe lo que ha de prescribir recurre siempre al yoduro potásico”. Algo parecido ocurre actualmente con algunas presentaciones de corticoides.

Hace más de 100 años se convirtió en específico frente a las esporotricosis y micosis profundas cuando Beurmann y Gongerot (1903) lo administraran por vía oral para estas indicaciones. También en las lesiones granulomatosas por Blastomices dio muy buenos resultados, incluso en los casos en que los resultados in vitro eran desfavorables.

Desde la última mitad del siglo XIX se desarrollan y aplican con gran éxito tópicos queratolíticos, que actúan sobre la capa córnea de la piel, como el ungüento de Whiffield (ácido benzoico al 6% + ácido salicilico al 3%), colorantes fenólicos como la tintura de Castellani (sal de fucsina al 0,3%), violeta de genciana al 0,5%, ácido undecilénico al 5%, o sulfuro de selenio al 5% entre otras ¡son tiempos de fórmulas magistrales!. Hay que destacar que hasta los años 1940-50 éstos eran los únicos fármacos disponibles para las micosis superficiales y en muchos ámbitos se siguen utilizando para el muguet o las micosis del oído externo por ejemplo.

Salvo alguna excepción, como el intento de incorporar las sulfamidas, podemos situar el comienzo de los antibióticos antifúngicos, en los años 50, con 10 años de retraso sobre los antibacterianos. A ellos se suman sustancias sintéticas con muy buena actividad antifúngica. Resumamos de una larga relación:
Talnoftato (1962) Haloprogina (1972) griseofulvina, imidazoles (econazol, miconazol, clotrimazol, ketoconazol) 5-fluorocitosina, poliénicos (nistatina, anfotericina B, natamicina) De ellos destacamos la griseofulvina asilado en 1939 de Penicilium griseofulvum y P. patulum, denominado inicialmente curling factor por los efectos celulares que produce. Hasta 1956 no se introdujo en medicina para las dermatofitosis siendo uno de los pocos antifúngicos que se administraba entonces por vía oral. Su alta toxicidad queda prácticamente neutralizada por su afinidad por la queratina. Si la dosis no es muy alta, todo el antifúngico se une estrechamente a la queratina neoformada manteniendo en esta localización (uñas y piel) una eficaz acción antifúngica frente a dermatofitos.

La 5-fluorocitosina fue sintetizada por laboratorios Hoffman-La Roche en 1957. Es un análogo de la pirimidina de estructura similar a la citosina y 5-fluorouracilo, lo que explica que se descubriera en un programa de investigación de antineoplásicos.
A destacar tambíen los imidazoles que veremos más adelante, en otro artículo, y los antibióticos poliénicos.

Los antibióticos poliénicos son producidos por diversas especies de Streptomyces. Se han identificado más de 100 compuestos de este tipo, la mayoría descartados por su toxicidad. Se han podido rescatar la piramicina, de uso tópico y en aerosol para la aspergilosis pulmonar, la nistatina que fue el primer poliénico, descubierto en 1949 en el estado de Nueva York (de donde toma el nombre), con un gran espectro y actividad frente a levaduras. Su difícil farmacocinética (insoluble en agua, toxicidad, no absorbible) ha reducido su indicación a las candidiasis cutánea, orofaringea y vaginal. Pero el más importante poliénico fue la amfotericina B que, aislado en 1956, dio un vuelco al pronóstico de las micosis sistémicas.

El enorme crecimiento del número de micosis sistémica de los últimos 30 años junto a la investigación de nuevas formas de presentación de la anfotericina B nuevos imidazoles y otras familias, cambian el panorama terapéutico de tal forma que parece conveniente analizar el citado panorama en otro capítulo.

Paradójicamente no ha sido fácil desentrañar los mecanismos de acción y se clasifican en 3 grupos atendiendo a la diana a) sobre ácidos nucleicos (5fluorocitosina, grisefulvina, oxicinazol) b) sobre la membrana (polienos, azoles, alilaminas, amorolfina) y c) sobre la pared (tunecamicina, bifonazol, equinocandinas). Pero 3 grupos es poco discriminativo para clasificarlos. Por ello coincidiendo con el gran número de aportaciones en los últimos años, se acude sin más a agruparlos por composición química: derivados azólicos, polienicos, antifúngicos peptídicos, inhibidores de proteínas etc.

Entre los científicos, quizás más que en otros fármacos, el concepto de “bala mágica” de Erhlich o de toxicidad selectiva, es la insalvable barrera para incorporar antifúngicos al arsenal terapéutico. Por ello se valoran especialmente las aportaciones de antifúngicos cuya diana es algún compuesto o estructura específica de los hongos. Es el caso de las equinocandinas, inhibidoras del glucano, entre las que tenemos el español (por el origen del microorganismo productor) caspofungina, de gran impacto actual.

J. Prieto Prieto.

Al hombre, con su inteligencia superior siempre le convino desarrollar una actitud antropocéntrica que a su vez le ha permitido ser más fuerte, resistir mejor, dominar a otras especies. En este sentido se explica la domesticación para servirse de otros seres vivos sometiéndolos a su voluntad.

De hecho pasó de la vida como cazador a la sedentaria como agricultor gracias a que pudo dominar y explotar algunas plantas. De todas los miles de especies, unas 15 ó 20 especies se han cultivado de forma sistemática (arroz, trigo, mijo, soja, maíz, hortalizas, legumbres) aunque más recientemente por selección genética, injertos etc. se ha dado un salto espectacular incluyendo árboles (frutales, madera, etc.).

De forma mas o menos simultánea se han domesticado unas pocas especies de animales entre los que caben destacar los animales para la guerra y caza transporte, labores agrícolas, animales de compañía y sobre todo, en los últimos 50 años, con el sistema de granjas ha llegado casi a la industrialización en la producción de pescado, carne, leche y huevos.
Una de las aventuras más interesante del hombre ha sido la domesticación de los microbios. Al principio sin tener conciencia de que usaba microorganismos, desde tiempo inmemorial los ha manejado en la producción de pan, vino, cerveza, fermentación de vegetales y de productos lácteos (probióticos).

Pero desde el descubrimiento de la penicilina, el ingenio humano le ha permitido domesticar determinadas cepas productoras de antibióticos. Con prebióticos adecuados, nutrientes ajustados y la manipulación genética oportuna dispone de verdaderas “granjas” de cepas que producen hasta mil veces mas antibióticos que las cepas naturales de origen.
La “granja” de mohos. El primer moho productor de penicilina rendía unas 2 Unidades/cc pero Chain y Heatley se encargaron de aislar y purificar la penicilina bruta obtenida del Penicillium notatum. El resultado era una sustancia 100 veces más activa que la original y 10 veces más activa que las sulfamidas. Una de las primeras decisiones del grupo de Oxford fue modificar el medio utilizado por Fleming para el Penicillium con el fin de mejorar la producción. Como si el medio nutritivo se tratara de piensos de engorde, la adición de azúcar moreno y consecutivamente zinc, fosfatos, extracto de levadura etc. fue mejorando el rendimiento hasta lograr pasar de 2U/cc a 40, luego a 200 cuando se añadió caseina y otros sustratos proteicos. Mayer, Taylor y otros, como se hace en ganadería cuando se buscan razas mas productivas, exploraron especies de hongos mas rentables hasta que Waksman, ¡el de la estreptomicina! y Reilly demuestran el máximo rendimiento con P. chrysogenum en 1946. Inmersos en una verdadera fiebre industrial se generaliza la producción desde una cepa de P. crisogenum, mutada (con radiaciones x y uv) en cultivo con aireación, con un rendimiento de penicilina pura cristalizada que llegaría a 1650 Unidades Oxford por miligramo. Este ejemplo se va a repetir de una u otra forma en la práctica totalidad de todos los antimicrobianos.

Pero además determinadas microbios convenientemente domesticados producen aminoácidos, vacunas, toxinas o cualquier bioproducto que el hombre moderno necesita. Los fenómenos de recombinación genética han transformado a los microorganismos en la más cualificada y barata mano de obra de las modernas industrias de biotecnología. Hay casos mixtos como antaño cuando se estabulaban terneras o caballos para obtener la vacuna antivariólica o antisueros específicos respectivamente o de forma parecida el caso de la producción “industrial” de huevos necesarios para producir anualmente la vacuna antigripal.

Curiosamente la mejor selección de ponedoras y desarrollo de granjas se hizo a la sombra del ejercito americano necesitado de miles de dosis de vacuna gripal.

J. Prieto Prieto.

La primera penicilinasa. Ehrlich había profetizado que las resistencias seguirían a los antibióticos como su sombra. Pues bien, esta sombra se identificó por primera vez en 1940.

Uno de los principales problemas de la penicilina, insalvable para Fleming y considerado la clave para el grupo de Oxford fue su inestabilidad. Superado esta falta de estabilidad, en general se creía que su actividad antimicrobiana era constante sobre todas las cepas de la misma especie. Pero pronto se observó que el patrón de sensibilidad era constante en unas especies, como Streptococcus pyogenes pero no así en otras, especialmente gram negativos.

Esto llevó a Abraham y Chain (del grupo de Oxford) a publicar en Nature, en 1940 un sencillo experimento que tendría gran trascendencia. Tomaron una suspensión de “coli-aerogenes” que se había manifestado como resistente y otra sensible y la añadieron a 2 tubos de una solución de penicilina. En el primero no quedó ni rastro de actividad penicilínica mientras que en el segundo, además de aclararse la suspensión por destrucción bacteriana, siguió manteniendo una cierta actividad. Buscaron la causa del fenómeno del primer tubo encontrando un enzima que denominaron penicilinasa. Este fenómeno lo observaron en diferentes cepas de las especies “coli-aerogenes”, bacilo tífico, bacilo de “Flexner”, bacilo “piocianico” y algunos cocos gram positivos. Posiblemente no fueron conscientes de que había echado un “jarro de agua fría” al pronóstico de muchos enfermos.

Solo empezar el tratamiento “in vivo” con penicilina el grupo de Oxford encuentra un problema metodológico para valorar científicamente sus ensayos clínicos. El estudio de la erradicación microbiana se hace cultivando muestras patológicas de los enfermos tratados (sangre, pus, orina…) pero la presencia de penicilina en estas muestras, suele falsear los resultados. En bajos inóculos no crecen ni las bacterias sensibles ni las resistentes.

No se tardaría en encontrar una curiosa solución. Harper en 1943 aísla una cepa de “bacilo paracolon” productor de penicilinasa, con la que prepara una suspensión que al precipitarla con acetona y desecarla con éter y vacío obtiene un polvo estable con una actividad neutralizante de 1 mg para 200 Unidades Oxford de Penicilina. Un año mas tarde Duthie y Ungar por separado, la obtienen de Bacillus subtilis y Kirby en 1944 demuestra la produción de penicilinasa en todos los aislados de Staphylococcus aureus penicilin resistente mejorando también la técnica de Harper y el rendimiento en la producción de enzimas.

Curiosamente este enzima se comercializó para neutralizar la penicilina de hemocultivos de enfermos tratados. Se usó en todos los países para la indicación señalada como una práctica rutinaria en todos los laboratorios de microbiología hasta bien entrado el siglo XX incluso cuando ya se empleaba con frecuencia otras familias de antibióticos. Tengo un grato recuerdo de cómo insistían en la necesidad de esta técnica especialmente en el diagnóstico de las endocarditis, los Dres Alés (Clínica de la “Concepción”) y el Dr. Moreno (Puerta de Hierro).

Nos podemos preguntar ¿y si el enfermo estaba tomando sulfamidas? Desde el año 40 se tuvo claro, había que añadir antisulfamidas. Wood había descubierto que el ácido p-aminobenzoico era un antagonista específico de la sulfanilamida y luego con Fildes publicaron que también inhibía otras sulfamidas pero con diferente intensidad.

Para poder neutralizar las sulfamidas en los hemocultivos permitiendo el crecimiento de estreptococos calcularon la cantidad de antisulfamida necesaria. Estimaron que 1 parte de ácido p-aminobenzoico neutralizaba 1600 de sulfamida, 100 de sulfapiridina, 36 de sulfatiazol, 100 de sulfadiacina y 1000 de sulfaguanidina. Investigaron otras antisulfamidas de gran interés clínico y encontraron que tenían esta propiedad los productos de hidrólisis de proteínas (pérdida de actividad sulfamídica en pus, músculo fresco, bazo, líquido pleural y pericárdico), también la novocaina tenía un efecto parecido; la explicación es que este fármaco es el ester p-aminobenzoíco del dietilaminoetanol. Estos datos eran importantes también en la práctica clínica.

Durante muchos años tuvieron otra curiosa aplicación; se utilizaron para el control de calidad, de la pureza de algunos preparados así como para estudios de valoración.

Seguramente Abraham se preocupó pero no se sorprendió tanto como otros muchos cuando 14 años después (1954) se encuentran los primeros fracasos terapéuticos con aislamientos de cepas productoras de “penicilinasas”.

A partir de aquí se desencadenan rápidamente los acontecimientos. Cada vez aparecen mas cepas productoras de enzimas inactivantes de penicilina, no todas las enzimas son iguales y además muchas hidrolizan, no solo el anillo de la penicilina, sino también el de las cefalosporinas y otros betalactámicos. Son tantas que es obligado clasificarlas para poder conocerlas. Se clasifican en función de la localización del gen codificador (cromosómicas, extracromosómicas), el carácter inducible o constitutivo, perfil de sustrato, punto isoeléctrico etc.

J. Prieto Prieto.

El género Pseudomonas engloba numerosas especies, abundantes en la naturaleza que se encuentran en plantas, animales, aguas, etc. Muchas especies son productoras de pigmentos (azul, verde, marrón, negro). El interés médico casi se reducía al bacilo del pus azul o bacilo piocianico mas tarde conocido por Pseudomonas aeruginosa, que infectaba quemaduras y heridas.

El desarrollo hospitalario permitió que este microorganismo y otras especias relacionadas se enseñorearan del hospital produciendo problemas graves en los enfermos (UCI, tracto urinario, quemados, oftalmología etc.). A pesar de comportarse como oportunistas, con frecuencia las infecciones que produce son monomicrobianas y los aislados son resistentes a los antimicrobianos.

Biológicamente es muy interesante por la cantidad de enzimas y determinantes de patogenicidad que produce (proteasas, exotoxinas, citotoxinas, hemolisisnas, elastasas etc).

En 1887 Garré describió que en un cultivo sobre gelatina (eran tiempos en que la gelatina había hecho furor al permitir cultivos en superficie. El agar llegaría después) de Pseudomonas fluorescens difundía una sustancia que inhibía el crecimiento de estafilococos, salmonellas y otras. En 1899 Enmerich y Löw describen desde el bacilo piociánico (Pseudomonas aeruginosa) la acción de la piocianina y la piocianasa. Estos autores describen que:

“Tanto la piocianina como la piocianasa inhiben el crecimiento del Vibrio Metchnikovii, Bacillus anthracis, Corynebacterium dipheriae, Bacillus disentericus albus y además la piocianasa actúa sobre el colibacilo,  bacio de Eberth y sobre la Brucella abortus.
La piocianasa se empleó (al parecer, con alguna eficacia) en infecciones experimentales provocadas en ratas, cobayas, conejos y corderos por el B. anthracis. En el hombre se han aplicado inyecciones de piocianasa alrededor de la pústula carbuncosa, y se propuso también su empleo para el tratamiento local de la difteria, basándose en su acción marcadamente inhibitriz sobre el bácilo difterico”.

Desde entonces raro era el equipo industrial que no ha incluido en sus programas la investigación de productos a partir de cultivos de Pseudomonas. Este interés estaba avalado por numerosas observaciones ecológicas y patogénicas sobre poblaciones dominantes y las infecciones monomicrobianas a pesar de ser oportunistas.

En los años 70 una serie de autores (Fuller, Chain, Mellws etc) aíslan, purifican e identifican las sustancias relacionadas con las actividades antibacterianas observadas históricamente.
Constituyen una nueva familia de antibióticos denominados ácidos pseudomónicos A, B, C y D. El mas importante en clínica es el A comercializado como mupirocina. Su mecanismo de acción, en la inhibición de la síntesis proteica, es novedosa y aporta una buena actividad frente a gram positivos sobre todo Staphylococcus aureus incluyendo resistente a meticilina.
Es el único antibiótico comercializado procedente de este apasionante microorganimo. Su peculiar mecanismo de acción, no compartido por ningún otro antibiótico comercializado podría explicar su mejor comportamiento frente a microorganismos resistentes a otros fármacos. No parece fácil que haya resistencias cruzadas. Cuando se han aislado mutantes de laboratorio resistentes a mupirocina, se han probado frente a otros antibióticos y tampoco se ha encontrado resistencias cruzadas. De aquí las esperanzas que se han depositado en este antiestafilocócico.

La administración parenteral va seguida de la inmediata metabolización hasta ácido mónico (pseudomónico) que se excreta rápidamente. Por esto, y no por la toxicidad como habitualmente se ha creído, es por lo que debe utilizarse exclusivamente por vía tópica que además garantiza una buena penetración en el estrato córneo y una absorción sistémica, desde la piel, prácticamente nula.

Por esta razón se le conoce por su indicación en portadores SARM principalmente pero también ha demostrado su eficacia terapéutica y profiláctica en la práctica totalidad de procesos infecciosos bacterianos dermatológicos.

J. Prieto Prieto.