Antibiyotik Üretimi

Antibiyotik bazı mikroorganizma türlerinden üretilen, yararlı kimyasal madde gruplarıdır. Düşük derişikliklerde insanlar, hayvanlar ve bitkilerde hastalıklara neden olan öteki mikroorganizmaların gelişmelerini durdurur ya da onları öldürebilirler. Bu yüzden antibiyotik üretimi yapılmalıydı.

Gerçek antibiyotikler küften, bakteriden ya da aktinomiseteler’den (bakteri ile küf arası organizmalar) elde edilir. Ötekilerse ya kimyasal olarak bireşimlenir ya da doğal olarak bulunan bir antibiyotikten geliştirilir. Bunlar, bilimsel anlamda gerçek antibiyotik sayılmasalar da, hastalıklarla savaşımda aynı derecede etkindirler. Bilinen ya da bireşim yoluyla elde edilen antibiyotiklerin sayısı, 2000’in üzerindedir. Bunlardan 60 kadarı ticari amaçlarla üretilmektedir.

Antibiyotiklerin çoğu, tıp ve veterinerlikte antibakteriyel amaçlarla kullanılır. Ötekilerden ise tahıllardaki mantarsı hastalıkların ya da hayvanlarda ve insanlarda görülen cilt enfeksiyonlarının tedavisinde yararlanılır. Bazıları, amipli dizanteri gibi tek hücrelilerin neden olduğu enfeksiyonlarda etkilidir. Birkaçı da kanserin bazı türlerinin tedavisinde kullanılır.

Antibiyotik araştırmaları, 1928’de, Sir Alexander Fleming’in laboratuvarında bir penicillium küfü kolonisinin çıban ve kan zehirlenmelerine yol açan stafilokok kültürünü etkilediğini, rastlantı sonucu bulmasıyla başladı. Küf kolonisinde oluşan maddeler, çevredeki stafilokokları öldürmüştü. Deneyler küfün, hastalıklara neden olan başka birçok bakterinin de gelişmesini durdurduğunu ya da onları öldürdüğünü gösterdi. Ancak araştırmacılar çok değişken olan etkin maddeyi ayırmayı uzun yıllar başaramadılar. Penisilin, sonunda çok küçük miktarlarda elde edilebildi ve klinik araştırmalar penisilinin büyük bir tıbbi değeri olduğunu gösterdi. İkinci Dünya Savaşının başlamasıyla da, penisilinin ticari üretimi hızlandı.

Üretim Teknikleri

İngiliz imalatçıları, temelde, laboratuvar tekniklerine dayalı bir yöntemle üretime başladılar. Penicillium küfü binlerce cam kaptaki besleyici sıvının yüzeyinde geliştirildi. Küf hemen besleyicinin yüzeyini kapladı, süzüldü ve sıvıya karışmış bulunan ham penisilin sıvıdan alındı. Ancak bu yolla elde edilen verim çok düşüktü ve kültüre başka fazı mikroorganizmalar bulaşıyordu.
Bu sırada, A.B.D.’deki bazı üreticiler de daha iyi bir yöntem bulma çabasındaydılar. En çok antibiyotik elde etmeyi sağlayacak derin mayalama tekniği bu çabaların sonunda geliştirildi. Derin mayalama, besleyici sıvının yüzeyinde ince bir tabaka halinde değil, bu sıvının içinde gelişen, böylece de daha çok penisilin elde edilmesine yol açan bir penicillium türünün bulunmasına dayanıyordu. Elde edilen ürünle ileri türler ve yapay mutasyonlar Üretildi ve sonunda bulunan yeni bir besleyici sıvı ile de verim on kat artırıldı.

Penicillium

Modern üretimde özel olarak seçilmiş penicillium türlerinin ana kültürleri, denetlenebilir ortamlarda depolanır; Küçük kültür örnekleri, önce uygun bir ortamda gelişmeleri için kültür kaplarına aktarılır: sonra da büyük kültür kazanlarına alınır. Kültür bir kez daha gelişir ve son aşamasına geleceği, yaklaşık 136.000 litrelik paslanmaz çelikten mayalanma kaplarına alınır.
Küf, şeker, tuzlar ve tahıl likörü (nişasta endüstrisinin bir yan Ürünü) içeren bir besleyici sıvının içinde gelişir. Penisilin molekülünü değiştirecek olan bu besleyici sıvı, sterilize edilmiştir. 1-2 hafta sonra son mayalanma tamamlanır, ve penicillium küfü kazandan çıkarılıp süzülür.Penisilin içeren sıvı, kimyasal olarak saflaştırır ve derişikleştirilir. Son bir kimyasal işlemle de, süzülen penisilin billurlaşmış olarak çökertilir, bunlar yabancı maddeleri ayıran bir çözücü ile yıkanır, kurutulur ve depolanır.
Her grubun etkinliği ve saflığı titiz bir denetimden geçirilir ve tüm üretim işlemleri steril ortamda yapılır. Besleyici sıvıyı oluşturan maddeleri değiştirerek, farklı penisilin türleri üretilir. Arıtma işleminden sonra, penisilin molekülünün kimyasal işlemlerden geçirilmesiyle doğada bulunmayan yarı sentetik penisilin türleri oluşturulur. Esas molekülde yapılacak daha İleri değiştirmeler ile de ampisilin ve sefaleksin gibi yeni antibiyotik türleri elde edilir. Benzer mayalama işlemleri ile başka antibiyotik türleri de Üretilir.

Antibiyotiklerin Kullanımı

Penisilin ve benzeri antibiyotikler, bakterilerin birçok türüne karşı kuvvetli bir etkiye sahiptir. Öteki antibiyotikler ise daha sınırlı mikroorganizma gruplarına karşı etkilidir. Tetrasiklin ve tifoya karşı kullanılan kloramfenikol gibi geniş spektrumlu antibiyotikler çok değişik bakteriyel enfeksiyonlarda kullanılabilir. Daha dar etki alanı olan antibiyotiklerin karıştırılmasıyla da, bazen eşdeğerde bir etki sağlanabilir.
Antibiyotik verilen bazı hastalarda alerjik belirtiler ve çeşitli şiddette yan etkiler görülebilir. Ayrıca, antibiyotiklere dayanıklı bakteri türleri de ortaya çıkmıştır. Özellikle hastanelerde, önceleri antibiyotik tedavisine hemen cevap vermiş olan hastalık türleri, giderek, sorun yaratmaya başlamışlardır. Bu nedenle en az yan etkiye sahip, geniş spektrumlu ve bakterilerin kolayca direnç kazanmayacağı antibiyotik türleri bulmaya çalışılmaktadır. Bu amaçla antibiyotiklerin çeşitli mikroorganizma türleri üzerindeki etkisi sürekli izlenmektedir.
Böyle bir program sonucu, 1945’te Akdeniz’den toplanan bir küf olan Cephalosporium’dan sefaloridin üretilmiştir. Laboratuvar çalışmalarında, daha sonra kimyasal olarak, sefaloridine dönüştürülebilen yeterli miktarda doğal antibiyotik elde edilinceye kadar değişimine uğratılmış 40 000 küf türü denendi. Sefaloridinin daha da değiştirilmesiyle.(Penisilin molekülünden de elde edilebilen sefaliksin bulundu.

Yukarıda sözü edilen etkinliklerine ek olarak, bazı antibiyotikler, çiftlik hayvanlarının gelişmesine de katkıda bulunur. Bu amaçla çiftlik hayvanlarının yiyeceklerine küçük miktarlarda karıştırılır. Ancak, bu hayvanlardaki bakterilerin antibiyotiklere direnç kazanacağı ve daha sonra insanlara geçerek zararlı olacağı korkusuyla bir çok ülkede, yalnızca insanlarda kullanılmayan antibiyotik türleriyle bu tür bir uygulama yapılmasına izin verilmektedir.
Japonya’da ve Amerika Birleşik Devletleri’nde, tarımsal amaçlarla kullanılmak için, antibiyotikler üzerinde birçok araştırma yapılmaktadır. Özellikle de, tahıllarda görülen mantar hastalıklarıyla savaşmada bunlardan yararlanılabileceği düşünülmüştür. Japonya’da, çeltik ekimine dadanan; pirinç yanığı (ciddi bir mantar hastalığı) ile savaşmak için. 10 000 ton blastisidin-S üretilmektedir.

Nüve-Cilt 1