Producción De Penicilina

Índice

INTRODUCCIÓN................................................................................................. 2

ANTECEDENTES.................................................................................................. 3

OBJETIVO…………….......................................................................................... 4

INTERES DEL PRODUCTO………….………………………………………………... 4

PROCESO DE PRODUCCION DE PENICILINA………………………………...… 8

SUSTENTABILIDAD………………………………………………………………..… 10

MEJORAS PROPUESTAS…………………………………………………………... 12

BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………..... 13

Introducción

Los antibióticos son sustancias químicas que pueden ser obtenidas por organismos vivos o de fabricación semisintética. Estos se utilizan para tratar enfermedades bacteriales o fúngicas mediante la inhibición de los procesos metabólicos de otros organismos. El término antibiótico proviene de las palabras griegas anti, ‘contra’; bios, ‘vida’ y que literalmente significa “contra la vida” este término fue propuesto por Paul Vuillemin en 1889. En el año de 1947 fue cuando se definió el concepto que actualmente se tiene.

A partir de microorganismos se aislaron los primeros antibióticos pero conforme fue pasando el tiempo se descubrió que también podían obtenerse de animales o plantas superiores. Las fuentes actuales de antibióticos con los porcentajes aproximados son: Pseudomonales, 1,2; Eubacteriales, principalmente Bacilli, 7.7; Actinomycetales especialmente el género Streptomyces, 58,2; hongos, 18.1; algas y líquenes 0,9; plantas superiores, 12,1; animales 1,8.

Existen más de 3100 antibióticos de los cuales 2400 provienen de microorganismos. (Ref) Sin embargo no todos se usan en la medicina ya que su toxicidad no es selectiva y resultan ser tóxicos para el parásito y el huésped. Los antibióticos son producidos por hongos y bacterias, aunque actualmente algunos están proviniendo de modificaciones químicas de otros conocidos o de metabolitos secundarios´; como lo son, las penicilinas y las cefalosporinas semisintéticas, las tetraciclinas y las rifamicinas modificadas, la dihidroestreptomicina, la clindamicina y la troleandomicina, solo por nombrar algunos. El cloranfenicol es un ejemplo de los antibióticos obtenidos totalmente por síntesis.

Antes de 1960 aproximadamente el 5% de los antibióticos recientemente aislados eran útiles terapéuticamente. En los años siguientes fueron descubiertos nuevos antibióticos a una velocidad aproximadamente constante, pero el porcentaje de los nuevos antibióticos que realmente llegaban al mercado descendió desde el 2,6% entre 1961-1965 al 1% entre 1966-1971. Esto se debe fundamentalmente a un aumento severo en los costes del desarrollo y de las pruebas clínicas, de forma que muchos fabricantes producen solamente aquellos compuestos que claramente muestran un progreso terapéutico prometedor. Por término medio se necesitan alrededor de 8-10 años para desarrollar un nuevo antibiótico a un coste medio de 10x106 - 20x106 dólares (15 millones de euros)(1).

La obtención de mejores antibióticos se lleva a cabo por modificación de los compuestos conocidos utilizando medios químicos o genéticos (mutasíntesis, fusión de protoplastos, tecnología del DNA recombinante). Sin embargo, solamente por procesos de Screening pueden esperarse encontrar antibióticos con estructuras básicas enteramente nuevas, especialmente por la utilización de nuevos procedimientos de prueba y por la investigación en nuevos grupos de microorganismos.

Antecedentes

La penicilina fue el antibiótico que revolucionó el tratamiento de las infecciones bacterianas como la neumonía, sífilis, tuberculosis y gangrena, y dio origen a la industria farmacéutica. Su descubrimiento de debe a Alexander Fleming, bacteriólogo del Hospital St. Mary de Londres, quien estaba interesado en el desarrollo de métodos de profilaxis y asepsia. En 1920, descubrió la lisozima, enzima presente en las secreciones corporales y que poseía efectos antibacterianos, aunque no muy potentes. Continuando su búsqueda, un día observó una vieja placa de Petri que había quedado en el estante. En la placa había cultivado estafilococos (bacterias), los que inicialmente habían cubierto toda la placa de cultivo. Pero al cabo de un tiempo la placa se había contaminado con hongos. Sorprendentemente, alrededor del hongo se observaba un enorme halo sin bacterias. Era evidente que el hongo (Penicillum notatum) producía “algo” capaz de matar a las bacterias y Fleming llamó a este principio activo “penicilina notatum”. El 1929 publicó sus experimentos en el British Journal of Experimental Pathology, aunque no despertó el interés de la comunidad científica.

En 1938 fueron los ingleses Howard Walter Florey y Ernst Boris Chain quienes retomaron las investigaciones de Fleming, aislaron la penicilina y realizaron los experimentos claves en ratones. Los ensayos clínicos se iniciaron en 1941 y en 1943 comenzó la producción comercial en Estados Unidos

Fleming compartió en 1945 el Premio Nobel de Fisiología y Medicina con Florey y Chain por sus contribuciones al desarrollo de la penicilina.

Penicillium chrysogenum es un hongo filamentoso que carece de ciclo sexual conocido (Ball, 1983; Saunders y Holt, 1987). Presenta un ciclo parasexual caracterizado por la formación de heterocariontes (Pontecorvo y Sermonti, 1954; Caten, 1981) que le permite obtener, en parte, los beneficios de la reproducción sexual (Alexopoulos y Mims, 1985). Penicillium chrysogenum se clasifica dentro de los hongos imperfectos, en la subdivisión Deuteromicotina, clase Deuteromicetes, subclase Moniliaceae, orden de los Moniliales y familia Moniliacea. Las especies del género Penicillium poseen un ciclo vital caracterizado por la formación, a partir de las hifas, de conidióforos largos, erectos y ramificados que reciben el nombre de penicilo (del latín Penicillium: cepillo), en los cuales se forman los conidios (esporas asexuales)

Los conidios, así como la fragmentación y dispersión del micelio constituyen las principales formas de reproducción de esta especie. Desde el punto de vista agronómico, las especies del género Penicillium tienen una gran importancia debido a la omnipresencia de sus esporas en el ambiente, siendo éstas típicas contaminantes de cítricos y otras frutas, llegando a formar mohos verdes o azules que causan grandes pérdidas económicas en las cosechas. También, desde el punto de vista del ser humano, Penicillium tiene una importancia trascendental ya que algunas de las especies de este género tienen la capacidad de producir antibióticos β-lactámicos.

Objetivo

Realizar el análisis del estado de arte de un antibiótico así como la investigación de su proceso de fermentación para poder proponer mejoras que puedan elevar su producción o reducir su impacto ambiental.

Interés del producto

Los antibióticos ß-lactámicos se caracterizan por poseer en su estructura el anillo ß-lactámico que está compuesto por 3 átomos de carbono y 1 átomo de nitrógeno. Los antibióticos ß-lactámicos se pueden dividir en cinco clases diferentes:

• Penicilinas

• Clavamas

• Cefalosporinas

• Monobactamas

• Carbapenemas

Las penicilinas y cefalosporinas pertenecen a los más efectivos de todos los agentes terapéuticos usados en el control de las enfermedades infecciosas.

Como se ha indicado, la penicilina fue descrita por Fleming en 1929. Un grupo de investigación en Oxford, bajo la dirección de Florey y Chain, la aisló a partir de cultivos de Penicillium notatum en 1940 y la primera aplicación clínica de la penicilina se realizó en 1941. Las penicilinas son producidas por muchos hongos, particularmente especies de Penicillium y Aspergillus.

Se caracterizan por poseer un núcleo químico común, el ácido peniciliánico, constituido por un anillo tetragonal betalactámico (b) unido a otro anillo pentagonal de tiazolidina (a), que se asocian a su vez a radicales laterales (R) mediante enlaces amínicos (c).

La actividad biológica de las penicilinas depende de la integridad del núcleo 6-aminopeniciliánico (a,b,c,R), ya que sus propiedades farmacológicas se pierden cuando la actividad enzimática de las bacterias, ejercida por beta-lactamasas o penicilinasas, rompe el anillo beta-lactámico (b) dando origen al ácido peniciloico. La adición de radicales (R) al grupo amínico libre (c) determina las propiedades farmacológicas de los compuestos resultantes y los diferentes tipos de penicilinas.

El tipo de penicilina generado es la penicilina V:

La condición de ácido carboxílico que tienen las penicilinas, les permite la formación de sales con metales pesados y bases orgánicas. La penicilina V, es un derivado del ácido fenoxiacético y, como tal, es insoluble en medio ácido.

PENICILINAS NATURALES

Las penicilinas G que se consideran derivados naturales, así como la fenoximetilpenicilina o Penicilinas V (ácidos – resistente) , la adición de los ácidos fenilcético y fenoxiacético a las penicilinas G ha dado por resultado las penicilinas biosintéticas, como la penicilina V señalada, o las

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