¿Como se fabrica penicilina?

Cómo se fabrica la penicilina: del hongo a la medicina

La fabricación de la penicilina es uno de los procesos más importantes de la industria farmacéutica moderna. Todo comienza con el cultivo del hongo Penicillium chrysogenum (anteriormente se utilizaba P. notatum), un moho que produce de forma natural el antibiótico. Este hongo se siembra en bioreactores industriales de gran capacidad, que pueden superar los 100.000 litros, donde se desarrolla un proceso de fermentación sumergida durante aproximadamente 5 a 7 días. El caldo de fermentación es una mezcla cuidadosamente formulada que incluye glucosa o sacarosa como fuente de carbono, harina de soja o suero de malta de maíz (corn steep liquor) como fuente de nitrógeno y micronutrientes, sales minerales, agua purificada y un sistema de control de pH. La temperatura se mantiene entre 20 y 25 °C y la agitación constante garantiza la oxigenación adecuada del medio. Tras la fase de fermentación, el caldo resultante contiene la penicilina G (benzilpenicilina) disuelta junto con el micelio fúngico y otros metabolitos. El primer paso de la purificación es la filtración a gran escala para eliminar las masas de micelio, que pueden representar hasta un 90% del volumen total del caldo. A continuación se realiza la extracción líquido-líquido: el filtrado acuoso se pone en contacto con un solvente orgánico como acetato de amilo o alcohol amílico, donde la penicilina se disuelve preferentemente. Este paso se repite varias veces para maximizar el rendimiento de extracción, que puede superar el 95%. La penicilina extraída en fase orgánica se reextrae luego con una solución acuosa tamponada (acetato de sodio al pH 6,5-7), devolviéndola a fase acuosa pero ahora libre de la mayoría de las impurezas lipofílicas. Posteriormente se concentra por evaporación o ultrafiltración. La etapa final de purificación es la cristalización: se ajusta el pH y la concentración iónica para que la penicilina G precipite en forma de cristales puros, que luego se recogen por filtración, secan y se someten a controles de pureza (cromatografía de alta resolución, espectrofotometría UV-Vis, ensayo microbiológico). La penicilina G natural es solo el punto de partida. A partir de ella se obtiene el ácido 6-aminopenicilánico (6-APA), el núcleo común a todos los penicilínicos, mediante hidrólisis enzimática o química. Este intermedio es la base para fabricar las penicilinas semisintéticas (amoxicilina, ampicilina, piperacilina, ticarcilina) acoplando diferentes grupos R en posición 6 mediante reacciones de acetilación.