Historia de la penicilina

La historia de la penicilina se basa en las observaciones y descubrimientos de evidencias de la actividad antibiótica del moho Penicillium, que condujeron al desarrollo de las penicilinas, que se convirtieron en los primeros antibióticos ampliamente utilizados. Tras la producción de un compuesto relativamente puro en 1942, la penicilina fue el primer antibiótico de origen natural.

Las sociedades antiguas utilizaban mohos para tratar infecciones y en los siglos siguientes mucha gente observó que los mohos inhibían el crecimiento bacteriano. Mientras trabajaba en el Hospital St Mary de Londres en 1928, el médico escocés Alexander Fleming fue el primero en determinar experimentalmente que un moho Penicillium secreta una sustancia antibacteriana, a la que llamó "penicilina". Se descubrió que el moho era una variante de Penicillium notatum (ahora llamado Penicillium rubens), un contaminante de un cultivo bacteriano en su laboratorio. El trabajo sobre la penicilina en el St Mary's finalizó en 1929.

En 1939, un equipo de científicos de la Escuela de Patología Sir William Dunn de la Universidad de Oxford, dirigido por Howard Florey y que incluía a Edward Abraham, Ernst Chain, Mary Ethel Florey, Norman Heatley y Margaret Jennings, comenzó a investigar la penicilina. Desarrollaron un método para cultivar el moho y extraer, purificar y almacenar la penicilina de él, junto con un ensayo para medir su pureza. Realizaron experimentos con animales para determinar la seguridad y eficacia de la penicilina antes de realizar ensayos clínicos y pruebas de campo. Derivaron su estructura química y determinaron cómo funciona. El sector privado y el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos localizaron y produjeron nuevas cepas y desarrollaron técnicas de producción en masa. Durante la Segunda Guerra Mundial, la penicilina se convirtió en una parte importante del esfuerzo bélico aliado, salvando miles de vidas. Alexander Fleming, Howard Florey y Ernst Chain compartieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1945 por el descubrimiento y desarrollo de la penicilina.

Después del fin de la guerra en 1945, la penicilina se hizo ampliamente disponible. Dorothy Hodgkin determinó su estructura química, por la que recibió el Premio Nobel de Química en 1964. Esto condujo al desarrollo de penicilinas semisintéticas que eran más potentes y efectivas contra una gama más amplia de bacterias. El fármaco se sintetizó en 1957, pero el cultivo de moho sigue siendo el principal medio de producción. Se descubrió que agregar penicilina al alimento para animales aumentaba la ganancia de peso, mejoraba la eficiencia de conversión alimenticia, promovía un crecimiento más uniforme y facilitaba el control de enfermedades. La agricultura se convirtió en un importante usuario de penicilina. Poco después de su descubrimiento, el equipo de Oxford informó que muchas bacterias presentaban resistencia a la penicilina. La investigación que tiene como objetivo eludir y comprender los mecanismos de la resistencia a los antibióticos continúa en la actualidad.

Muchas culturas antiguas, incluidas las de Australia, China, Egipto, Grecia e India, descubrieron de forma independiente las propiedades útiles de los hongos y las plantas para tratar las infecciones. Estos tratamientos solían funcionar porque muchos organismos, incluidas muchas especies de moho, producen antibióticos de forma natural. Sin embargo, los médicos antiguos no podían identificar ni aislar con precisión los componentes activos de estos organismos.

En Inglaterra, en 1640, la idea de utilizar el moho como forma de tratamiento médico fue recogida por boticarios como el botánico John Parkinson, que documentó el uso de mohos para tratar infecciones en su libro sobre farmacología. En Polonia, en el siglo XVII, se mezclaba pan húmedo con telarañas (que a menudo contenían esporas de hongos) para tratar heridas. La técnica fue mencionada por Henryk Sienkiewicz en su novela de 1884 A fuego y espada.

En 1871, Sir John Scott Burdon-Sanderson informó que el líquido de cultivo cubierto de moho no produciría crecimiento bacteriano. Joseph Lister, un cirujano inglés y el padre de la antisepsia moderna, observó en noviembre de 1871 que las muestras de orina contaminadas con moho tampoco permitían el crecimiento de bacterias. También describió la acción antibacteriana sobre el tejido humano de Penicillium glaucum, pero no publicó sus resultados. En 1875, John Tyndall demostró a la Royal Society la acción antibacteriana del hongo Penicillium.

En 1876, el biólogo alemán Robert Koch descubrió que una bacteria (Bacillus anthracis) era el patógeno causante del ántrax, lo que se convirtió en la primera demostración de que una bacteria específica causaba una enfermedad específica y la primera evidencia directa de la teoría de los gérmenes como causa de las enfermedades. En 1877, los biólogos franceses Louis Pasteur y Jules Francois Joubert observaron que los cultivos de bacilos del ántrax, cuando se contaminaban con otras bacterias, podían inhibirse con éxito. En un informe publicado en los Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, concluyeron:

La orina neutra o ligeramente alcalina es un excelente medio para la bacteria. Si la orina es estéril y la cultura pura las bacterias se multiplican tan rápido que en el curso de unas pocas horas sus filamentos llenan el líquido con un sentimiento de baja intensidad. Pero si cuando la orina está inoculada con estas bacterias un organismo aeróbico, por ejemplo una de las " bacterias comunes", se siembra al mismo tiempo, la bacteria antrax hace poco o ningún crecimiento y tarde o temprano muere por completo. Es una cosa notable que el mismo fenómeno se ve en el cuerpo incluso de los animales más susceptibles al ántrax, lo que conduce al resultado asombroso de que las bacterias del ántrax se pueden introducir en la profusión en un animal, que sin embargo no desarrolla la enfermedad; sólo es necesario añadir algunas "bacterias comunes" al mismo tiempo al líquido que contiene la suspensión de las bacterias del ántrax. Estos hechos quizás justifiquen las esperanzas más elevadas para los terapéuticos.

El fenómeno fue descrito por Pasteur y Koch como actividad antibacteriana y fue denominado antibiosis por el biólogo francés Jean Paul Vuillemin en 1877. (El término antibiosis, que significa "contra la vida", fue adoptado como antibiótico por el biólogo estadounidense y más tarde premio Nobel Selman Waksman en 1947.) Sin embargo, en Cazadores de microbios de Paul de Kruif de 1926 se señala que Pasteur creía que se trataba de contaminación por otras bacterias y no por moho. En 1887, el médico suizo Carl Garré desarrolló un método de prueba utilizando una placa de vidrio para ver la inhibición bacteriana y encontró resultados similares. Utilizando su placa de cultivo a base de gelatina, cultivó dos especies diferentes de bacterias y descubrió que sus crecimientos se inhibían de manera diferente, como informó:

Inoculado en la placa enfriada [gelatina] alternando golpes paralelos de B. fluorescentes [Pseudomonas fluorescentes] y Staph. pyogenes [Streptococcus pyogenes ]... B. fluorescentes creció más rápido... [Esto] no es una cuestión de hacinamiento o alboroto de una por otra especie de crecimiento más rápido, como en un jardín donde las hierbas de crecimiento exuberante matan a las plantas delicadas. Tampoco es debido a la utilización de los alimentos disponibles por los organismos de crecimiento más rápido, sino que hay un antagonismo causado por la secreción de sustancias específicas y fácilmente difusibles que son inhibidores del crecimiento de algunas especies pero completamente ineficaces contra otros.

En 1895, Vincenzo Tiberio, un médico italiano de la Universidad de Nápoles, publicó una investigación sobre mohos encontrados inicialmente en un pozo de agua en Arzano; a partir de sus observaciones, concluyó que estos mohos contenían sustancias solubles con acción antibacteriana. Dos años más tarde, Ernest Duchesne, de la Escuela del Servicio de Salud Militar de Lyon, descubrió de forma independiente las propiedades curativas de un moho P. glaucum, que incluso curó a cobayas infectadas de tifoidea. Publicó sus resultados en una disertación en 1897. Duchesne estaba utilizando un descubrimiento realizado anteriormente por mozos de cuadra árabes, que usaban mohos para curar las llagas de los caballos. No afirmó que el moho contuviera alguna sustancia antibacteriana, solo que el moho de alguna manera protegía a los animales. La penicilina no cura la tifoidea, por lo que sigue sin saberse qué sustancia podría haber sido la responsable. Un científico del Instituto Pasteur, el costarricense Clodomiro Picado Twight, registró de manera similar el efecto antibiótico del Penicillium en 1923. En estas primeras etapas de la investigación sobre la penicilina, la mayoría de las especies de Penicillium se denominaban de manera no específica como P. glaucum, por lo que es imposible saber la especie exacta y si realmente fue la penicilina la que impidió el crecimiento bacteriano.

Andre Gratia y Sara Dath, de la Universidad Libre de Bruselas, estudiaron los efectos de las muestras de moho sobre las bacterias. En 1924, descubrieron que los cultivos muertos de Staphylococcus aureus estaban contaminados por un moho, un estreptomiceto. Tras más experimentos, demostraron que el extracto de moho podía matar no sólo a S. aureus, sino también a Pseudomonas aeruginosa, Mycobacterium tuberculosis y Escherichia coli. Gratia denominó al agente antibacteriano "micolisado". Al año siguiente, encontraron otro moho asesino que podía inhibir a B. anthracis. En un informe publicado en Comptes rendus des séances de la Société de Biologie et de ses filiales, identificaron el moho como P. glaucum. Pero estos hallazgos recibieron poca atención porque no se comprendían del todo el agente antibacteriano ni su valor médico, y las muestras de Gratia se perdieron.

Mientras trabajaba en el Hospital St Mary de Londres en 1928, Alexander Fleming, un médico escocés, estaba investigando la variación del crecimiento en cultivos de S. aureus. En agosto, pasó las vacaciones de verano con su familia en su casa de campo, The Dhoon, en Barton Mills, Suffolk. Antes de salir de su laboratorio, inoculó varias placas de cultivo con S. aureus. Mantuvo las placas a un lado en una esquina de la mesa, lejos de la luz solar directa y para hacer espacio para que su estudiante de investigación, Stuart Craddock, trabajara en su ausencia. Regresó a su laboratorio el 3 de septiembre. Mientras él y Daniel Merlin Pryce, su antiguo estudiante de investigación, examinaban las placas de cultivo, encontraron una con la tapa abierta y el cultivo contaminado con un moho verde azulado. En la placa contaminada, las bacterias alrededor del moho no crecieron, mientras que las que estaban más lejos crecieron normalmente, lo que significa que el moho mató a las bacterias. Fleming fotografió el cultivo y tomó una muestra del moho para identificarlo antes de conservar el cultivo con formaldehído.

Fleming reanudó sus vacaciones y regresó en septiembre. Recogió el moho original y lo cultivó en placas de cultivo. Después de cuatro días, descubrió que las placas desarrollaban grandes colonias de moho. Repitió el experimento con los mismos resultados en cuanto a la eliminación de bacterias. Concluyó que el moho estaba liberando una sustancia que inhibía el crecimiento bacteriano. Al hacer pruebas con diferentes bacterias, descubrió que el moho podía matar sólo ciertas bacterias grampositivas. El estafilococo, el estreptococo y el bacilo de la difteria (Corynebacterium diphtheriae) se eliminaban fácilmente, pero no había efecto sobre la bacteria de la fiebre tifoidea (Salmonella typhimurium) y una bacteria que se creía que causaba la gripe (Haemophilus influenzae). Preparó un método de cultivo del que podía obtener el jugo del moho, al que llamó "penicilina". El 7 de marzo de 1929, para evitar la repetición de la frase bastante engorrosa "filtrado de caldo de moho". En su discurso de aceptación del Nobel de 1945 dio una explicación más detallada, diciendo:

Me han preguntado con frecuencia por qué inventé el nombre "Penicillin". Simplemente seguí líneas perfectamente ortodoxas y acudí una palabra que explicó que la sustancia penicilina se derivaba de una planta del género Penicillium hace tantos años la palabra "Digitalina" fue inventada para una sustancia derivada de la planta Digitalis.

Tras una comparación estructural con diferentes especies de Penicillium, Fleming creyó que su espécimen era Penicillium chrysogenum, una especie descrita por el microbiólogo estadounidense Charles Thom en 1910. Charles John Patrick La Touche, un botánico irlandés, se había incorporado recientemente a St Mary's como micólogo, e identificó el espécimen como Penicillium rubrum, la identificación utilizada por Fleming en su publicación. En 1931, Thom volvió a examinar diferentes Penicillias, incluida la del espécimen de Fleming, y llegó a la conclusión de que el espécimen de Fleming era P. notatum, un miembro de la serie P. chrysogenum. A partir de entonces, el moho de Fleming se denominó como sinónimos P. notatum y P. Para resolver la confusión, el XVII Congreso Internacional de Botánica celebrado en Viena, Austria, en 2005 adoptó formalmente el nombre P. chrysogenum. La secuenciación del genoma completo y el análisis filogenético en 2011 revelaron que el moho de Fleming pertenece a P. rubens, una especie descrita por el microbiólogo belga Philibert Biourge en 1923.

La fuente de la contaminación fúngica en el experimento de Fleming siguió siendo una especulación durante varias décadas. Fleming sugirió en 1945 que las esporas fúngicas entraron por la ventana que daba a Praed Street, pero sus compañeros de trabajo lo negaron, y testificaron mucho después que la ventana del laboratorio de Fleming se mantenía cerrada y que Fleming no podía llegar a ella para abrirla. Se llegó a un consenso sobre que el moho había venido del laboratorio de La Touche, un piso por debajo del de Fleming, y que las esporas habían entrado por las puertas abiertas.

Para que Fleming observara el efecto sobre los cultivos de estafilococos, el moho tenía que haber estado creciendo antes de que las bacterias comenzaran a crecer, porque la penicilina sólo es eficaz sobre las bacterias cuando se están reproduciendo. Por casualidad, la temperatura en el laboratorio durante ese mes de agosto fue óptima primero para el crecimiento del moho, por debajo de los 20°C, y más tarde en el mes para las bacterias, cuando alcanzó los 25°C. Si Fleming no hubiera dejado los cultivos en su mesa de laboratorio y los hubiera colocado en una incubadora, el fenómeno no se habría producido.

Fleming era bacteriólogo, no químico, por lo que dejó la mayor parte del trabajo químico a Craddock. En enero de 1929, Fleming reclutó a Frederick Ridley, un antiguo alumno suyo que había estudiado bioquímica, para estudiar las propiedades químicas del moho, pero Craddock y Ridley no pudieron aislar la penicilina y, antes de que terminaran los experimentos, ambos se marcharon a otros trabajos. Debido a este fracaso en el aislamiento del compuesto, Fleming abandonó la investigación sobre los aspectos químicos de la penicilina en 1929.

Fleming informó de sus hallazgos al British Journal of Experimental Pathology el 10 de mayo de 1929 y los publicó en el número del mes siguiente, pero el artículo no logró atraer mucha atención. El propio Fleming no estaba muy seguro de la aplicación médica de su trabajo y estaba más preocupado por su aplicación para el aislamiento bacteriano. El artículo también contenía algunos errores importantes. Aunque Ridley y Craddock habían demostrado que la penicilina era soluble en éter, acetona y alcohol, así como en agua (información que sería fundamental para su aislamiento), Fleming afirmó erróneamente que era soluble en alcohol e insoluble en éter y cloroformo, lo que no se había comprobado. De hecho, la penicilina es soluble en etanol, éter y cloroformo.

En 1939, en la Escuela de Patología Sir William Dunn de la Universidad de Oxford, Ernst Boris Chain encontró el artículo de Fleming de 1929, en gran parte olvidado, y sugirió al profesor a cargo de la escuela, el científico australiano Howard Florey, que el estudio de las sustancias antibacterianas producidas por microorganismos podría ser una vía fructífera de investigación. Howard Florey dirigió un equipo de investigación interdisciplinario que incluía a Edward Abraham, Mary Ethel Florey, Arthur Duncan Gardner, Norman Heatley, Margaret Jennings, Jean Orr-Ewing y Gordon Sanders. Cada miembro del equipo abordó un aspecto particular del problema a su manera, y la investigación simultánea en diferentes líneas construyó un cuadro completo. Este tipo de colaboración era prácticamente desconocida en el Reino Unido en ese momento. Inicialmente se eligieron tres fuentes para la investigación: Bacillus subtilis, Trueperella pyogenes y penicilina. "[La posibilidad] de que la penicilina pudiera tener un uso práctico en la medicina clínica", recordó más tarde Chain, "no se nos ocurrió cuando empezamos a trabajar con la penicilina".

Se eligió deliberadamente un tema amplio que requiriera financiación a largo plazo. Howard Florey se puso en contacto con el MRC en septiembre de 1939 y el secretario del consejo, Edward Mellanby, autorizó el proyecto, asignando 250 libras esterlinas (equivalentes a 20.000 libras esterlinas en 2023) para ponerlo en marcha, 300 libras esterlinas para salarios (equivalentes a 23.000 libras esterlinas en 2023) y 100 libras esterlinas para gastos (equivalentes a 8.000 libras esterlinas en 2023) por año durante tres años. Florey consideró que se necesitaría más. El 1 de noviembre de 1939, Henry M. "Dusty" Miller Jr., de la División de Ciencias Naturales de la Fundación Rockefeller, visitó a Florey. Miller animó a Florey a solicitar financiación a la fundación y apoyó su solicitud. "El trabajo propuesto", escribió Florey en la carta de solicitud, "además de su importancia teórica, puede tener un valor práctico para fines terapéuticos". Su solicitud fue aprobada y la fundación le asignó 5.000 dólares estadounidenses (1.250 libras esterlinas) por año durante cinco años.

La primera tarea del equipo de Oxford fue obtener una muestra de moho de penicilina. Esto resultó ser fácil. Georges Dreyer, el predecesor de Florey, había obtenido una muestra del moho en 1930 para su trabajo sobre bacteriófagos, virus que infectan bacterias. Dreyer había perdido interés en la penicilina cuando descubrió que no era un bacteriófago, pero había continuado cultivándola. Dreyer había muerto en 1934, pero Campbell-Renton había continuado cultivando el moho y pudo proporcionárselo al equipo de Oxford. La siguiente tarea fue cultivar suficiente moho para extraer suficiente penicilina para experimentos de laboratorio. El moho se cultivó en una superficie de medio líquido Czapek-Dox. En el transcurso de unos días formó una piel gelatinosa amarilla cubierta de esporas verdes. Debajo de esta, el líquido se volvió amarillo y contenía penicilina. El equipo determinó que el rendimiento máximo se alcanzó en diez a veinte días.

El moho necesita aire para crecer, por lo que su cultivo requería un recipiente con una gran superficie. Al principio, se utilizaban botellas de vidrio colocadas de lado. La mayoría de los recipientes de laboratorio no proporcionaban una superficie amplia y plana, por lo que suponían un uso poco económico del espacio de la incubadora. Se descubrió que la bacinilla era práctica y fue la base de los recipientes de cerámica fabricados especialmente por J. Macintyre and Company en Burslem. Estos recipientes tenían forma rectangular y se podían apilar para ahorrar espacio. El MRC aceptó la petición de Florey de 300 libras esterlinas (equivalentes a 21.000 libras esterlinas en 2023) y 2 libras esterlinas por semana (equivalentes a 138 libras esterlinas en 2023) para dos (posteriormente) mujeres que trabajarían en la fábrica. En 1943, Florey pidió que se aumentaran sus salarios a 2 libras y 10 chelines por semana (equivalentes a 142 libras esterlinas en 2023). Heatley recogió los primeros 174 de un pedido de 500 buques el 22 de diciembre de 1940, y fueron sembrados con esporas tres días después.

Se hicieron esfuerzos para convencer al moho de que produjera más penicilina. Heatley intentó añadir varias sustancias al medio, incluidos azúcares, sales, maltas, alcohol e incluso marmite, sin éxito. Por sugerencia de Paul Fildes, intentó añadir levadura de cerveza. Esto tampoco mejoró el rendimiento, pero sí redujo el tiempo de incubación en un tercio. El equipo también descubrió que si se eliminaba el líquido que contenía penicilina y se reemplazaba por líquido nuevo, se podía preparar un segundo lote de penicilina, pero esta práctica se interrumpió después de dieciocho meses debido al peligro de contaminación. El moho tenía que cultivarse en condiciones estériles. Abraham y Chain descubrieron que algunas bacterias transportadas por el aire producían penicilinasa, una enzima que destruye la penicilina. No se sabía por qué el moho producía penicilina, ya que las bacterias que la penicilina mata no son una amenaza para el moho; se conjeturaba que era un subproducto de procesos metabólicos para otros fines.

La siguiente etapa del proceso era extraer la penicilina. El líquido se filtraba a través de una tela de paracaídas para eliminar el micelio, las esporas y otros restos sólidos. Se reducía el pH añadiendo ácido fosfórico y se enfriaba el líquido resultante. Chain determinó que la penicilina era estable sólo con un pH de entre 5 y 8, pero el proceso requería un pH inferior. Manteniendo la mezcla a 0 °C, podía retardar el proceso de descomposición. De esta forma, la penicilina podía extraerse con un disolvente. Al principio se utilizaba éter, ya que era el único disolvente conocido que disolvía la penicilina, pero es muy inflamable y tóxico. Por sugerencia de Chain, probaron a utilizar acetato de amilo, mucho menos inflamable, y descubrieron que también funcionaba.

Heatley fue capaz de desarrollar un proceso de extracción continua. El disolvente que contenía penicilina se separaba fácilmente del líquido, ya que flotaba en la superficie, pero ahora se encontraron con el problema que había frustrado a Craddock y Ridley: recuperar la penicilina del disolvente. Heatley razonó que si la penicilina podía pasar del agua al disolvente cuando la solución era ácida, tal vez volvería a pasar si la solución era alcalina. Florey le dijo que lo intentara. Se añadió hidróxido de sodio y se comprobó que este método, que Heatley llamó "extracción inversa", funcionaba. El siguiente problema era cómo extraer la penicilina del agua. Los medios habituales para extraer algo del agua eran la evaporación o la ebullición, pero esto destruiría la penicilina. A Chain se le ocurrió la idea de la liofilización, una técnica desarrollada recientemente en Suecia. Esto permitía eliminar el agua, lo que daba como resultado un polvo seco y marrón.

Heatley desarrolló un ensayo de penicilina utilizando placas de agar nutriente en las que se sembraban bacterias. Luego se colocaron sobre ellas cilindros de vidrio cortos que contenían el líquido portador de penicilina que se iba a analizar y se incubaron durante 12 a 16 horas a 37 °C. Para entonces, el líquido habría desaparecido y el cilindro estaría rodeado por un anillo libre de bacterias. El diámetro del anillo indicaba la potencia de la penicilina. Se definió una unidad Oxford como la pureza necesaria para producir un anillo libre de bacterias de 25 mm. Era una medida arbitraria, ya que la química aún no se conocía; la primera investigación se realizó con soluciones que contenían cuatro o cinco unidades Oxford por miligramo. Más tarde, cuando se dispuso de penicilina de alta pureza, se descubrió que tenía 2.000 unidades Oxford por miligramo. Sin embargo, al probar la sustancia impura, descubrieron que era eficaz contra las bacterias incluso en concentraciones de una parte por millón. La penicilina era al menos veinte veces más activa que la sulfonamida más potente. La unidad de Oxford resultó ser muy pequeña; para tratar un solo caso se necesitaban alrededor de un millón de unidades.

El equipo de Oxford informó sobre los detalles del método de aislamiento en agosto de 1941, con un plan para la extracción a gran escala. En marzo de 1942, informaron que podían preparar un compuesto altamente purificado y habían determinado la fórmula química como C
₂₄H
₃₂O

₂Ba.

El equipo de Howard Florey en Oxford demostró que el extracto de penicillium mataba diferentes bacterias. Gardner y Orr-Ewing lo probaron contra gonococos (contra los cuales era más efectivo), meningococos, estreptococos, estafilococos, bacterias del ántrax, actinomicetos, bacterias del tétanos (Clostridium tetani) y bacterias de la gangrena. Observaron que las bacterias intentaban crecer en presencia de penicilina y notaron que la penicilina no era una enzima que descomponía las bacterias ni un antiséptico que las mataba, sino una sustancia química que interfería en el proceso de división celular. Jennings observó que no tenía efecto sobre los glóbulos blancos y, por lo tanto, reforzaba las defensas naturales del cuerpo contra las bacterias en lugar de obstaculizarlas. También descubrió que, a diferencia de las sulfonamidas, el primer y único antibiótico de amplio espectro efectivo disponible en ese momento, no era destruido por el pus. Medawar descubrió que no afectaba al crecimiento de las células de los tejidos.

En marzo de 1940, el equipo de Oxford tenía suficiente penicilina impura para comenzar a probar si era tóxica. Durante los dos meses siguientes, Florey y Jennings realizaron una serie de experimentos en ratas, ratones, conejos y gatos a los que se les administró penicilina de diversas formas. Sus resultados mostraron que la penicilina se destruía en el estómago, pero que todas las formas de inyección eran efectivas, como lo indicaba el análisis de la sangre. Se descubrió que la penicilina se excretaba en gran parte y rápidamente sin cambios en la orina. No encontraron evidencia de toxicidad en ninguno de sus animales. Si hubieran hecho pruebas con cobayas, la investigación podría haberse detenido en este punto, ya que la penicilina es tóxica para los cobayas.

A las 11:00 horas del sábado 25 de mayo de 1940, Florey inyectó a ocho ratones una cepa virulenta de estreptococo y luego a cuatro de ellos la solución de penicilina. Los cuatro se dividieron en dos grupos: dos de ellos recibieron 10 miligramos una vez y los otros dos recibieron 5 miligramos a intervalos regulares. A las 3:30 horas del domingo, los cuatro ratones no tratados estaban muertos. Todos los tratados seguían vivos, aunque uno murió dos días después. Florey describió el resultado a Jennings como "un milagro".

Jennings y Florey repitieron el experimento el lunes con diez ratones; esta vez, los seis ratones tratados sobrevivieron, al igual que uno de los cuatro de control. El martes, lo repitieron con dieciséis ratones, administrándoles diferentes dosis de penicilina. Los seis ratones de control murieron en 24 horas, pero los ratones tratados sobrevivieron durante varios días, aunque todos murieron en diecinueve días. El 1 de julio, el experimento se realizó con cincuenta ratones, la mitad de los cuales recibieron penicilina. Los cincuenta ratones de control murieron en dieciséis horas, mientras que todos los ratones tratados, menos uno, estaban vivos diez días después. Durante las semanas siguientes, realizaron experimentos con grupos de 50 o 75 ratones, pero utilizando diferentes bacterias. Descubrieron que la penicilina también era eficaz contra el estafilococo y la gangrena gaseosa. Florey recordó a su personal que, por prometedores que fueran sus resultados, un ser humano pesa 3.000 veces más que un ratón.

El equipo de Oxford publicó sus resultados en la edición del 24 de agosto de 1940 de The Lancet, una prestigiosa revista médica, bajo el título "La penicilina como agente quimioterapéutico", con los nombres de los siete coautores enumerados alfabéticamente. Llegaron a la siguiente conclusión:

Los resultados se cortan claramente, y muestran que la penicilina es activa in vivo contra al menos tres de los organismos inhibidos in vitro. Parecería una esperanza razonable que todos los organismos en alta dilución in vitro sean tratados con in vivo. La penicilina no parece estar relacionada con ninguna sustancia quimioterapéutica actualmente en uso y es particularmente notable por su actividad contra los organismos anaeróbicos asociados con el gangrena gaseosa.

La publicación atrajo poca atención; Florey pasaría gran parte de los dos años siguientes intentando convencer a la gente de la importancia de sus resultados. Uno de los lectores fue Fleming, que los visitó el 2 de septiembre de 1940. Florey y Chain le mostraron los laboratorios de producción, extracción y pruebas, pero no hizo ningún comentario ni los felicitó por el trabajo que habían realizado. Algunos miembros del equipo de Oxford sospecharon que estaba tratando de atribuirse algún mérito.

Sin que el equipo de Oxford lo supiera, Martin Henry Dawson, Gladys Hobby y Karl Meyer, de la Universidad de Columbia, leyeron su artículo en The Lancet y se sintieron inspirados para replicar los resultados del equipo de Oxford. Obtuvieron un cultivo de moho penicillium de Roger Reid, del Hospital Johns Hopkins, a partir de una muestra que había recibido de Fleming en 1935. Comenzaron a cultivar el moho el 23 de septiembre y el 30 de septiembre lo probaron contra estreptococos viridans y confirmaron los resultados del equipo de Oxford. Meyer duplicó los procesos de Chain y obtuvieron una pequeña cantidad de penicilina. El 15 de octubre de 1940, se administraron dosis de penicilina a dos pacientes del Hospital Presbiteriano de la ciudad de Nueva York, Aaron Alston y Charles Aronson. Se convirtieron en las primeras personas en recibir tratamiento con penicilina en los Estados Unidos. Luego trató a dos pacientes con endocarditis. El equipo de Columbia presentó los resultados de su tratamiento con penicilina en los cuatro pacientes en la reunión anual de la Sociedad Americana de Investigación Clínica en Atlantic City, Nueva Jersey, el 5 de mayo de 1941. Su trabajo fue publicado por William L. Laurence en The New York Times y generó un gran interés público.

En Oxford, Charles Fletcher se ofreció como voluntario para encontrar casos de prueba para ensayos en humanos. Elva Akers, una mujer de Oxford que se estaba muriendo de cáncer incurable, aceptó ser un sujeto de prueba para la toxicidad de la penicilina. El 17 de enero de 1941, le inyectó por vía intravenosa 100 mg de penicilina. Su temperatura subió brevemente, pero por lo demás no tuvo efectos nocivos. Florey calculó que la fiebre era causada por pirógenos en la penicilina; estos se eliminaron con una cromatografía mejorada. Fletcher identificó a continuación a un policía de Oxford, Albert Alexander, que tenía una infección facial grave que involucraba estreptococos y estafilococos que se había desarrollado a partir de una pequeña llaga en la comisura de su boca. Tenía toda la cara, los ojos y el cuero cabelludo hinchados hasta el punto de que le extirparon un ojo para aliviar el dolor.

El 12 de febrero, Fletcher le administró 200 mg de penicilina, seguidos de dosis de 100 mg cada tres horas. Un día después de recibir la penicilina, Alexander comenzó a recuperarse; su temperatura bajó y la secreción de sus heridas supurantes disminuyó. Para el 17 de febrero, su ojo derecho se había normalizado. Sin embargo, los investigadores no tenían suficiente penicilina para ayudarlo a recuperarse por completo. Se recuperó penicilina de su orina, pero no fue suficiente. A principios de marzo, sufrió una recaída y murió el 15 de marzo. Debido a esta experiencia y a la dificultad de producir penicilina, Florey cambió el enfoque al tratamiento de niños, que podían ser tratados con cantidades más pequeñas de penicilina.

Posteriormente, varios pacientes fueron tratados con éxito. El segundo fue Arthur Jones, un muchacho de 15 años con una infección estreptocócica a causa de una operación de cadera. Le dieron 100 mg cada tres horas durante cinco días y se recuperó. Percy Hawkin, un trabajador de 42 años, tenía un ántrax de 100 milímetros (4 pulgadas) en la espalda. Le dieron una dosis inicial de 200 mg el 3 de mayo, seguida de 100 mg cada hora. El ántrax desapareció por completo. John Cox, un muchacho de 4 años en estado de semicoma, fue tratado a partir del 16 de mayo. Murió el 31 de mayo, pero la autopsia indicó que se debía a una arteria rota en el cerebro debilitado por la enfermedad y no había signos de infección. El quinto caso, el 16 de junio, fue un muchacho de 14 años con una infección a causa de una operación de cadera que se recuperó por completo.

Además de la mayor producción en la Escuela Dunn, en enero de 1942 se puso a disposición la producción comercial de una planta piloto establecida por Imperial Chemical Industries, y Kembel, Bishop and Company entregó su primer lote de 910 litros (200 galones imperiales) el 11 de septiembre. Florey decidió que había llegado el momento de llevar a cabo una segunda serie de ensayos clínicos. Ethel Florey fue designada a cargo, pero mientras Howard Florey era patólogo consultor en los hospitales de Oxford y, por lo tanto, tenía derecho a utilizar sus salas y servicios, Ethel, para su disgusto, fue acreditada simplemente como su asistente. Los médicos tendían a derivar al ensayo a pacientes que se encontraban en circunstancias desesperadas en lugar de los más adecuados, pero cuando la penicilina tuvo éxito, aumentó la confianza en su eficacia.

Ethel y Howard Florey publicaron los resultados de los ensayos clínicos de penicilina en The Lancet el 27 de marzo de 1943, informando del tratamiento de 187 casos de sepsis con penicilina. Fue sobre la base de estas pruebas médicas que el Gabinete de Guerra británico creó el Comité de Penicilina el 5 de abril de 1943. El comité estaba formado por Cecil Weir, Director General de Equipos, como presidente; Alexander Fleming; Howard Florey; V. D. Allison, otro de los antiguos estudiantes de investigación de Fleming; Sir Percival Hartley, director del MRC; y representantes de las compañías farmacéuticas. Esto condujo a la producción en masa de penicilina al año siguiente.

El equipo de Oxford, consciente de que la producción a gran escala para uso médico era inútil en un laboratorio, intentó convencer al gobierno británico, desgarrado por la guerra, y a las empresas privadas de que se produjera en masa, pero la respuesta inicial fue débil. El Dr. Blount, director de investigación de los laboratorios Glaxo, escribió a Florey en Oxford en septiembre de 1940, pero no recibió respuesta. Al parecer, Florey ya había solicitado ayuda a dos compañías farmacéuticas británicas, pero éstas le habían rechazado y se había desilusionado con la industria farmacéutica británica.

En abril de 1941, Warren Weaver se reunió con Florey y hablaron sobre la dificultad de producir suficiente penicilina para realizar ensayos clínicos. Weaver consiguió que la Fundación Rockefeller financiara una visita de tres meses a los Estados Unidos para Florey y un colega con el fin de explorar la posibilidad de producir penicilina allí. Florey y Heatley partieron hacia los Estados Unidos en avión el 27 de junio de 1941. Sabiendo que las muestras de moho guardadas en frascos podían perderse fácilmente, se mancharon los bolsillos de los abrigos con el moho.

Florey se reunió con el neurofisiólogo John Fulton, quien le presentó a Ross Harrison, presidente del Consejo Nacional de Investigación (NRC). Harrison refirió a Florey a Thom, el micólogo jefe de la Oficina de Industria Vegetal del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) en Beltsville, Maryland, y el hombre que había identificado el moho del que informaba Fleming. El 9 de julio, Thom llevó a Florey y Heatley a Washington, D.C., para reunirse con Percy Wells, el subdirector interino de la Oficina de Química Agrícola e Industrial del USDA y, como tal, el jefe de los cuatro laboratorios del USDA. Wells envió un telegrama de presentación a Orville May, el director del Laboratorio de Investigación Regional del Norte (NRRL) del UDSA en Peoria, Illinois. El 14 de julio se reunieron con May, quien organizó una reunión con Robert D. Coghill, el jefe de la división de fermentación del NRRL, quien planteó la posibilidad de que la fermentación en grandes recipientes pudiera ser la clave para la producción a gran escala.

El 17 de agosto, Florey se reunió con Alfred Newton Richards, presidente del Comité de Investigación Médica (CMR) de la Oficina de Investigación Científica y Desarrollo (OSRD), quien le prometió su apoyo. El 8 de octubre, Richards mantuvo una reunión con representantes de cuatro importantes compañías farmacéuticas: Squibb, Merck, Pfizer y Lederle. Vannevar Bush, director de la OSRD, estuvo presente, al igual que Thom, que representaba al NRRL. Richards les dijo que las leyes antimonopolio se suspenderían, lo que les permitiría compartir información sobre la penicilina. Esta no se legalizó hasta el 7 de diciembre de 1943, y solo cubría la penicilina y ningún otro fármaco. La OSRD hizo arreglos con la Junta de Producción de Guerra (WPB) para que tuvieran prioridad en la adquisición de equipos para laboratorios y plantas piloto.

Coghill puso a Andrew J. Moyer a disposición para trabajar en penicilina con Heatley, mientras que Florey se fue para ver si podía conseguir que una compañía farmacéutica fabricara penicilina. Como primer paso para aumentar el rendimiento, Moyer reemplazó la sacarosa en el medio de cultivo por lactosa. Un aumento aún mayor se produjo cuando Moyer agregó licor de maceración de maíz, un subproducto de la industria del maíz que el NRRL probó rutinariamente con la esperanza de encontrar más usos para él. El efecto sobre la penicilina fue espectacular; Heatley y Moyer descubrieron que aumentó el rendimiento diez veces.

En marzo de 1942, en el Hospital de New Haven de Yale, Anne Sheafe Miller, la esposa del director deportivo de la Universidad de Yale, Ogden D. Miller, sucumbía a una septicemia estreptocócica contraída tras un aborto espontáneo. Su médico, John Bumstead, también estaba tratando a John Fulton por una infección en ese momento. Sabía que Fulton conocía a Florey y que los hijos de Florey se alojaban con él. Fue a Fulton a pedirle algo de penicilina. Florey había regresado al Reino Unido, pero Heatley todavía estaba en los Estados Unidos, trabajando con Merck. Una llamada telefónica a Richards liberó 5,5 gramos de penicilina destinados a un ensayo clínico, que se envió desde Washington, D. C., por aire. El efecto fue espectacular; en 48 horas, su fiebre de 41 °C (106 °F) había remitido y estaba comiendo de nuevo. El recuento de bacterias en el hemocultivo había disminuido de 100 a 150 por mililitro a solo una. Bumstead sugirió reducir la dosis de penicilina de 200 miligramos; Heatley le dijo que no lo hiciera. Heatley luego fue a New Haven, donde recogió su orina; se recuperaron alrededor de 3 gramos de penicilina. Miller se recuperó por completo y vivió hasta 1999.

Hasta mayo de 1943, casi toda la penicilina se producía utilizando el método de la cubeta poco profunda, iniciado por el equipo de Oxford, pero el micólogo del NRRL Kenneth Bryan Raper experimentó con la producción por inmersión profunda, en la que el moho de la penicilina se cultivaba en una cubeta en lugar de en una cubeta poco profunda. Los resultados iniciales fueron decepcionantes; la penicilina cultivada de esta manera produjo solo de tres a cuatro unidades de Oxford por centímetro cúbico, en comparación con las veinte de los cultivos de superficie. Recibió la ayuda del Comando de Transporte Aéreo del Ejército de los EE. UU. para buscar mohos similares en diferentes partes del mundo. Se encontró que los mejores mohos eran los de Chongqing, Bombay y Ciudad del Cabo. Sin embargo, la mejor muestra fue de un melón vendido en un mercado de frutas de Peoria en 1943. El moho se identificó como Penicillium chrysogenum y se designó como NRRL 1951 o cepa de melón. Es posible que las esporas se hayan escapado del NRRL.

Entre 1941 y 1943, Moyer, Coghill y Raper desarrollaron métodos para la producción industrial de penicilina y aislaron cepas de mayor rendimiento del hongo Penicillium. Para mejorar esa cepa, los investigadores de la Carnegie Institution de Washington sometieron al NRRL 1951 a rayos X para producir una cepa mutante denominada X-1612 que producía 300 miligramos de penicilina por litro de moho, el doble que el NRRL 1951. A su vez, los investigadores de la Universidad de Wisconsin utilizaron radiación ultravioleta sobre el X-1612 para producir una cepa denominada Q-176. Esta produjo más del doble de penicilina que el X-1612, pero en forma de la menos deseable penicilina K. Se añadió ácido fenilacético para que produjera la muy potente penicilina G. Esta cepa podía producir hasta 550 miligramos de penicilina por litro.

Pfizer era una pequeña empresa de Brooklyn especializada en la fabricación de ácido cítrico, para lo cual había desarrollado técnicas de inmersión profunda. Esto implicaba convertir la melaza en ácido cítrico fermentándola en un gran tanque en el que se agitaba y se controlaba cuidadosamente el pH. El vicepresidente de Pfizer, John L. Smith, cuya hija había muerto a causa de una infección, puso todos los recursos de Pfizer en el desarrollo de una técnica práctica de inmersión profunda. La empresa invirtió 2,98 millones de dólares en penicilina en 1943 y 1944 (equivalente a 52 millones de dólares en 2023). Los científicos de Pfizer Jasper H. Kane, G. M. Shull, E. M. Weber, A. C. Finlay y E. J. Ratajak trabajaron en el proceso de fermentación mientras que R. Pasternak, W. J. Smith, V. Bogert y P. Regna desarrollaron técnicas de extracción.

Ahora que tenían un moho que crecía bien sumergido y producía una cantidad aceptable de penicilina, el siguiente desafío era proporcionar el aire necesario para que el moho creciera. Esto se resolvió utilizando un aireador, pero la aireación provocó una fuerte formación de espuma en el macerado de maíz. El problema de la formación de espuma se resolvió con la introducción de un agente antiespumante, el monorricinoleato de glicerilo. La técnica también implicaba enfriamiento y mezcla.

Pfizer abrió una planta piloto con un fermentador de 7.600 litros (2.000 galones estadounidenses) en agosto de 1943 y Ratajak entregó el primer licor de penicilina desde allí el 27 de agosto. El único tanque pronto producía la mitad de la producción de la empresa. Smith decidió entonces construir una planta de producción a gran escala. La cercana planta de hielo Rubel fue adquirida el 20 de septiembre de 1943 y convertida en la primera planta de producción de inmersión profunda, con catorce tanques de 130.000 litros (34.000 galones estadounidenses). El trabajo se llevó a cabo en cinco meses bajo la dirección de John E. McKeen y Edward J. Goett, y la planta se inauguró el 1 de marzo de 1944.

A mediados de 1943, el Gabinete de Guerra australiano decidió producir penicilina en Australia. El coronel E. V. (Bill) Keogh, director de Higiene y Patología del ejército australiano, fue el encargado de la iniciativa. Keogh convocó al capitán Percival Bazeley, con quien había trabajado en los Laboratorios de suero de la Commonwealth (CSL) antes de la guerra, y al teniente H. H. Kretchmar, un químico, y les ordenó que establecieran una instalación de producción antes de Navidad. Partieron en una misión de investigación a los Estados Unidos, donde visitaron el NRRL y obtuvieron cultivos de penicilina de Coghill. También inspeccionaron la planta de Pfizer en Brooklyn y la planta de Merck en Rahway, Nueva Jersey. Se estableció una planta de producción en las instalaciones de CSL en Parkville, Victoria, y la primera penicilina de fabricación australiana comenzó a llegar a las tropas en Nueva Guinea en diciembre de 1943. En 1944, CSL producía 400 millones de unidades de Oxford por semana y había suficiente producción de penicilina para destinar una parte a uso civil.

La producción en Australia durante la guerra se hacía en botellas y frascos, pero Bazeley realizó una segunda visita a las instalaciones en los Estados Unidos entre septiembre de 1944 y marzo de 1945 y quedó impresionado por el progreso logrado en la tecnología de inmersión profunda. En 1946 y 1947 creó una planta piloto de inmersión profunda en CSL utilizando pequeños tanques de 45 litros (10 galones imperiales) para adquirir experiencia con la técnica. Dos tanques de 23.000 litros (5.000 galones imperiales) entraron en funcionamiento en 1948, seguidos de ocho más. Durante los años 1950 y 1960, CSL también produjo penicilina semisintética. La penicilina también fue producida por F.H. Faulding en Australia del Sur, Abbott Laboratories en Nueva Gales del Sur y Glaxo en Victoria. En la década de 1970, se produjo un exceso mundial de penicilina y Glaxo cesó su producción en 1975 y CSL en 1980.

Durante su visita a Norteamérica en agosto de 1941, Howard Florey se acercó a los Laboratorios Connaught de la Universidad de Toronto, donde se reunió con el director, R. D. Defries, y Ronald Hare. Florey fue rechazado; Defries argumentó que los laboratorios no tenían el espacio y expresó su creencia de que construir instalaciones para cultivar penicilina sería un desperdicio, ya que pronto se sintetizaría. Los resultados de los ensayos clínicos provocaron un cambio de opinión y, en agosto de 1943, el gobierno canadiense pidió a los Laboratorios Connaught que iniciaran la producción en masa de penicilina. El edificio Spadina fue comprado por la Universidad de Toronto para ese propósito y remodelado con un costo de 1,2 millones de dólares canadienses (equivalentes a 21 millones de dólares canadienses en 2023), divididos a partes iguales entre la universidad y el gobierno. Al principio, la penicilina se cultivaba en 200.000 frascos que ocupaban 740 metros cuadrados (8.000 pies cuadrados) de espacio de laboratorio con aire acondicionado. La producción se cambió al método de inmersión profunda en noviembre de 1945.

Una traducción del informe de 1941 del equipo de Oxford llegó a Alemania vía Suecia al año siguiente. Como la mayoría de las investigaciones en Alemania durante la guerra, la investigación sobre la penicilina se llevó a cabo de manera fragmentaria y con poca coordinación. El 6 de diciembre de 1943, el Ministerio de Salud del Reich ordenó a la comunidad médica que realizara investigaciones sobre la penicilina y otros antibióticos. Tres frascos de penicilina capturados por el Afrika Korps llegaron a Alemania en 1943 y uno fue enviado a Heinz Öppinger en Hoechst en Frankfurt, donde comenzó a realizar experimentos con mohos. La penicilina se producía allí en lotes de 300 litros y Öppinger desarrolló un tambor giratorio para un proceso de fermentación en tanque profundo.

Schering también llevó a cabo investigaciones en Berlín utilizando una muestra del moho de Fleming, que no lograron cultivar; sus esfuerzos por determinar la estructura química de la penicilina tampoco tuvieron éxito. Maria Brommelhues, del laboratorio bacteriológico de IG Farben en Elberfeld, catalogó diferentes especies de penicilina. El médico personal de Hitler, Theodor Morell, trató a Hitler con penicilina por las heridas sufridas en el intento de asesinato del 20 de julio de 1944. La información sobre la investigación de la penicilina en Alemania fue recopilada por la Misión Alsos del Proyecto Manhattan y enviada a Florey en el Reino Unido.

Gran parte de la penicilina alemana procedía de Checoslovaquia, donde la investigación se llevaba a cabo en la Universidad Charles de Praga y en la compañía farmacéutica Fragner, a cargo de un equipo en el que figuraba el químico Karel Wiesner. También se trabajaba en secreto en Francia y en la Universidad Tecnológica de Delft, en los Países Bajos. En 1946 y 1947 se establecieron fábricas de penicilina en Bielorrusia, Ucrania, Polonia, Italia y Yugoslavia, con plantas y conocimientos técnicos de Canadá a través de la Administración de las Naciones Unidas para el Socorro y la Rehabilitación (UNRRA), cuyo comité de suministros estaba encabezado por el canadiense Lester B. Pearson. La UNRRA se disolvió en 1948 y sus responsabilidades en materia de penicilina se transfirieron a la Organización Mundial de la Salud (OMS).

En Italia, Domenico Marotta negoció con la UNRRA la construcción de una planta de penicilina en Roma, cerca de la Universidad La Sapienza de Roma. La construcción tardó más de lo previsto y no comenzó hasta 1948. Mientras tanto, Chain llegó al Istituto Superiore di Sanità para impartir una serie de conferencias sobre penicilina y Marotta aprovechó la oportunidad para contratarlo como colega. Chain sugirió que, en lugar de construir una planta piloto, utilizaran el dinero de la UNRRA para construir un instituto de investigación sobre penicilina. Este se convirtió en el más grande de su tipo en el mundo, con más de cien químicos, bioquímicos, microbiólogos y técnicos, y pronto estuvo a la vanguardia de la investigación sobre penicilina semisintética.

Manfred Kiese [de], del Instituto Farmacológico de Berlín, publicó un estudio de la literatura sobre antibióticos en el número del 7 de agosto de 1943 de la revista Klinische Wochenschrift, que incluía las publicaciones del equipo de Oxford. La embajada japonesa en Berlín adquirió una copia y la llevó a Japón en el submarino japonés I-8, que atracó en Kure, Hiroshima, el 21 de diciembre de 1943. El artículo fue traducido al japonés y la producción de penicilina estaba en marcha el 1 de febrero de 1944. A mediados de mayo, un equipo de investigación dirigido por Hamao Umezawa había probado 750 cepas diferentes de moho y descubrió que 75 mostraban actividad antibiótica. Se realizaron experimentos en ratones para determinar la eficacia y la toxicidad. A finales de año, la empresa Morinaga Milk tenía en funcionamiento una pequeña planta de producción de penicilina en Mishima, Shizuoka, y la empresa farmacéutica Banyu [jp] abrió una pequeña planta en Okazaki, Aichi, en enero de 1945. La penicilina se denominó "Hekiso" por su color azul. En 1948, Japón se había convertido en el tercer país, después de Estados Unidos y el Reino Unido, en ser autosuficiente en penicilina, y las exportaciones a China y Corea comenzaron al año siguiente.

En el Reino Unido, a principios de 1941 se le preguntó a la empresa Kemball, Bishop & Co. si podía producir 45.000 litros (10.000 galones imperiales) de caldo de penicilina crudo. Al igual que Pfizer, con la que tenía una relación comercial, era una empresa pequeña, pero con experiencia en técnicas de fermentación como fabricante de ácido cítrico. No pudo hacerlo en ese momento, pero el 23 de febrero de 1942, Florey recibió una oferta de Kemball, Bishop & Co. de un esfuerzo más modesto de 910 litros (200 galones imperiales) cada diez días. El trabajo comenzó en su planta de Bromley-by-Bow el 5 de marzo de 1942 y las primeras bandejas de molde se sembraron el 25 de marzo.

Las condiciones de la guerra, incluidos los bombardeos alemanes, dificultaron el progreso. Los bidones de leche de 55 litros (12 galones imperiales) necesarios para el envío escaseaban y se hicieron arreglos especiales con el Ministerio de Abastecimiento. El brebaje se envió inicialmente por ferrocarril para minimizar el uso de gasolina racionada. Los primeros 680 litros (150 galones imperiales) de brebaje, que contenían 6,1 millones de unidades a 9 unidades por ml, se entregaron a Florey el 28 de octubre de 1942. Kemball, Bishop & Co. construyó una planta de extracción, que entró en funcionamiento el 24 de noviembre de 1943.

Mientras tanto, Imperial Chemical Industries (ICI) había establecido una pequeña unidad de producción en su planta de Blackley y había comenzado los envíos en diciembre de 1941. En mayo de 1942, la producción se trasladó a una planta construida especialmente en Trafford Park, que inicialmente producía dos millones de unidades de penicilina Oxford por semana. La producción se incrementó hasta sesenta millones de unidades por semana cuando se cerró la planta en marzo de 1944; la producción se trasladó a partir de entonces a una nueva planta que producía 300 millones de unidades por semana. En 1947, ICI decidió construir una nueva planta para producir 32.000 litros (7.000 galones imperiales) de penicilina por día mediante el método de inmersión profunda.

Los Laboratorios Glaxo abrieron una pequeña planta de producción en Greenford en diciembre de 1942 que producía 70 litros de caldo de penicilina por semana. En febrero de 1943, abrieron una segunda planta en Aylesbury. Inicialmente utilizaron las técnicas desarrolladas en Oxford, pero en septiembre de 1943 cambiaron a utilizar licor de maceración de maíz como medio y pasaron a utilizar la cepa de moho NRRL 1249.B21 proporcionada por Coghill. En 1943, Glaxo fue responsable de 2.570 millones de los 3.500 millones de unidades de Oxford producidas en el Reino Unido. Glaxo abrió una tercera fábrica en Watford en febrero de 1944 y una cuarta en Stratford, Londres, en enero de 1945. La empresa fue responsable del 80 por ciento de la producción del Reino Unido hasta junio de 1944.

En 1944, el Ministerio de Abastecimiento hizo que la Commercial Solvents Company instalara la primera planta de inmersión profunda en Speke, y pidió a Glaxo que también construyera una. Esta nueva planta de Glaxo se inauguró en Barnard Castle en enero de 1946 y produjo más penicilina durante los nueve meses siguientes que las plantas de superficie que habían producido en todo 1945. Todas las plantas de superficie se cerraron en 1946. La producción de penicilina en el Reino Unido aumentó de 25 millones de unidades por semana en marzo de 1943 a 30 mil millones por semana en 1946.

El 16 de julio de 1943, la WPB puso la penicilina bajo un sistema de asignación en tiempos de guerra. Todos los suministros fueron designados para su uso por las fuerzas armadas y el Servicio de Salud Pública. La producción de penicilina en los Estados Unidos aumentó de 800 millones de unidades de Oxford en la primera mitad de 1943 a 20 mil millones de unidades en la segunda mitad. El gobierno estadounidense construyó seis plantas de producción a un costo de $7,6 millones (equivalentes a $132 millones en 2023). Estas se vendieron después de la guerra a las empresas que las operaban por $3,4 millones (equivalentes a $53 millones en 2023). Otras dieciséis plantas fueron construidas por el sector privado por $22,6 millones (equivalentes a $391 millones en 2023), aunque se aprobaron $14,5 millones (equivalentes a $251 millones en 2023) para la depreciación acelerada bajo la cual el costo podría amortizarse en cinco años en lugar de los habituales doce a quince.

La producción de penicilina en Estados Unidos aumentó de 21.192 millones de unidades en 1943 a 1.663 millones de unidades en 1944 y a una cifra estimada de 6.852 millones de unidades en 1945. En junio de 1944, Pfizer producía 70.000 millones de unidades al mes. La producción mensual descendió después de julio de 1945 debido a la escasez de licor macerado con maíz. El precio ofrecido por la CMR por un millón de unidades cayó de 200 dólares en 1943 (equivalentes a 4.000 dólares en 2023), que estaba por debajo de su coste de fabricación, a 6 dólares en 1945 (equivalentes a 102 dólares en 2023).

El presidente del comité de quimioterapia del NRC, Chester Keefer, era responsable de administrar la distribución equitativa de penicilina para uso civil en nombre del CMR. A medida que se difundía la noticia de la eficacia de la penicilina, tuvo que hacer frente a un gran volumen de solicitudes de este medicamento. Los suministros para uso civil eran inicialmente escasos y la penicilina se suministraba inicialmente sólo para casos con una alta tasa de mortalidad que no respondían a otras formas de tratamiento. En enero de 1943, informó a la OSRD sobre los resultados del tratamiento de los primeros 100 pacientes; en agosto, se había tratado a 500 pacientes. Las necesidades militares consumieron el 85 por ciento de la producción en 1944. Esta cifra se redujo al 30 por ciento en 1945, pero las demandas civiles de penicilina superaron las asignaciones.

En abril de 1944, la oferta y la demanda habían superado la capacidad de administración de una sola persona, y la tarea fue encomendada a un Comité Asesor de la Industria de Productores de Penicilina, que distribuía los suministros a través de una red de hospitales de depósito. En 1945, había 2.700 hospitales de depósito que almacenaban suministros de penicilina, y otros 5.000 hospitales que los recibían a través de ellos. La penicilina se empezó a comercializar a finales de año, momento en el que Estados Unidos exportaba 200.000 millones de unidades al mes. En 1956, sólo doce de las veintiuna empresas que produjeron penicilina durante la guerra seguían participando en su fabricación.

En 1943, el Consejo de Investigación Médica decidió que había llegado el momento de realizar ensayos de campo con penicilina. La ubicación de los centros que recibirían el fármaco se mantuvo en secreto para no provocar una mayor demanda del mismo cuando todavía era escaso. Howard Florey fue enviado al norte de África, donde se estaba llevando a cabo la campaña norteafricana. El 29 de junio se le unió Hugh Cairns, otro becario Rhodes de Adelaida, que ahora tenía el rango de brigadier en el ejército británico y estaba a cargo del Hospital Militar para heridas en la cabeza en Oxford, quien trajo consigo una reserva de 40 millones de unidades de penicilina.

Durante los dos meses siguientes, Florey y Cairns trataron más de cien casos y redactaron un informe de más de cien páginas. Florey dio conferencias sobre la penicilina y su informe contenía recomendaciones para la formación de los oficiales médicos en su uso. Los combates en el norte de África terminaron en mayo de 1943, por lo que la mayoría de los casos que vio Florey no eran de soldados recientemente heridos, sino de soldados con heridas antiguas que no se habían curado; las bajas en combate comenzaron a llegar de nuevo después de la invasión aliada de Sicilia en julio.

Florey consideraba que la fuente de infección en muchos casos era el hospital y no el campo de batalla, y abogó por cambios en la forma en que se trataba a los pacientes para aprovechar las propiedades de la penicilina. Sostuvo que las heridas debían limpiarse y cerrarse rápidamente. Se trataba de una idea radical; normalmente habría provocado gangrena gaseosa, pero propuso dejar eso en manos de la penicilina. Las recomendaciones de Florey se llevaron a cabo; el Ministerio de Guerra estableció un curso de formación para patólogos y médicos en el Royal Herbert Hospital, que utilizaba películas que Florey había filmado en el norte de África.

Aunque tenía la intención de que se utilizara penicilina para tratar a los heridos graves, había un gran número de casos de enfermedades venéreas contra las que la penicilina era particularmente eficaz, y desde un punto de vista militar, poder curar la gonorrea en 48 horas fue un gran avance. La situación del suministro mejoró y se dispuso de 20 millones de unidades por día para la invasión aliada de Italia en septiembre.

Durante la campaña en Europa occidental de 1944-1945, la penicilina se utilizó ampliamente tanto para tratar heridas infectadas como como profiláctico para evitar que las heridas se infectaran. La gangrena gaseosa había matado a 150 de cada 1.000 víctimas en la Primera Guerra Mundial, pero los casos de esta enfermedad habían desaparecido casi por completo. Las fracturas expuestas tenían ahora una tasa de recuperación de más del 94 por ciento, y la recuperación de las quemaduras de una quinta parte del cuerpo o menos era del 100 por ciento.

La estructura química de la penicilina fue sugerida por primera vez por Abraham en 1942. Dorothy Hodgkin determinó la estructura química correcta de la penicilina mediante cristalografía de rayos X en Oxford en 1945. En 1945, el Comité de Investigación Médica de los Estados Unidos y el Consejo de Investigación Médica Británico publicaron conjuntamente en Science un análisis químico realizado en diferentes universidades, compañías farmacéuticas y departamentos de investigación del gobierno. El informe anunció la existencia de diferentes formas de compuestos de penicilina que compartían el mismo componente estructural llamado β-lactama. Las penicilinas se designaron con números romanos en el Reino Unido (penicilina I, II, III y IV) en orden de su descubrimiento, y se las conocía con letras (F, G, X y K) que hacían referencia a sus orígenes o fuentes en los Estados Unidos, como se muestra a continuación:

UK nomenclature	Nomenclatura estadounidense	Nombre químico
Penicilina I	Penicilina F	2-Pentenylpenicillin
Penicilina II	Penicilina G	Benzylpenicillin
Penicilina III	Penicilina X	p-Hydroxybenzylpenicillin
Penicilina IV	Penicillin K	n-Heptylpenicillin

Los nombres químicos se basaban en las cadenas laterales de los compuestos. En 1948, Chain introdujo los nombres químicos como nomenclatura estándar, señalando que esto haría que la nomenclatura fuera lo más inequívoca posible.

En 1952, en Kundl, Tirol, Austria, Hans Margreiter y Ernst Brandl de Biochemie desarrollaron la primera penicilina estable en medio ácido para administración oral, la penicilina V. El químico estadounidense John C. Sheehan, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), completó la primera síntesis química de penicilina en 1957. Sheehan había comenzado sus estudios sobre la síntesis de penicilina en 1948 y durante estas investigaciones desarrolló nuevos métodos para la síntesis de péptidos, así como nuevos grupos protectores (grupos que enmascaran la reactividad de ciertos grupos funcionales). Aunque la síntesis inicial desarrollada por Sheehan no era apropiada para la producción en masa de penicilinas, uno de los compuestos intermedios en la síntesis de Sheehan fue el ácido 6-aminopenicilánico (6-APA), el núcleo de la penicilina.

Un avance importante fue el descubrimiento del propio 6-APA. En 1957, investigadores de los Laboratorios de Investigación Beecham en Surrey aislaron el 6-APA del medio de cultivo de P. chrysogenum. Se descubrió que el 6-APA constituía el núcleo central de la penicilina (y posteriormente de muchos antibióticos β-lactámicos) y que se modificaba químicamente fácilmente mediante la unión de cadenas laterales mediante reacciones químicas. El descubrimiento se publicó en Nature en 1959. Esto allanó el camino para nuevos y mejores fármacos, ya que todas las penicilinas semisintéticas se producen a partir de la manipulación química del 6-APA.

El antibiótico β-lactámico semisintético de segunda generación, la meticilina, diseñado para contrarrestar las penicilinasas resistentes de primera generación, se introdujo en el Reino Unido en 1959. Las formas resistentes a la meticilina de S. aureus se observaron por primera vez en el Reino Unido en 1960, menos de un año después. Es probable que las cepas de SARM ya existieran muchos años antes de que se introdujera la meticilina. Esto demostró que los nuevos medicamentos destinados a eludir los mecanismos de resistencia conocidos podían resultar ineficaces debido a las adaptaciones bacterianas causadas por el uso generalizado de otros antibióticos.

Las patentes de penicilina se convirtieron en un tema de preocupación y conflicto. Chain había querido solicitar una patente, pero Florey se había opuesto, argumentando que la penicilina debería beneficiar a todos. Florey buscó el consejo de Sir Henry Dale, presidente del Wellcome Trust y miembro del Panel Científico Asesor del Gabinete británico, y de John William Trevan, director del Laboratorio de Investigación del Wellcome Trust. El 26 y 27 de marzo de 1941, Dale y Trevan se reunieron en la Escuela de Patología Sir William Dunn de la Universidad de Oxford para discutir el tema. Dale le advirtió que patentar la penicilina sería poco ético. Sin inmutarse, Chain se acercó a Sir Edward Mellanby, entonces Secretario del Consejo de Investigación Médica, quien también se opuso por motivos éticos. Como Chain admitió más tarde, tuvo "muchas peleas amargas" con Mellanby, pero la decisión de Mellanby fue aceptada como definitiva.

En 1945, Moyer patentó los métodos de producción y aislamiento de la penicilina. No pudo obtener patentes en los EE. UU. como empleado del NRRL, pero solicitó patentes en la Oficina de Patentes británica. Otorgó la licencia a una empresa estadounidense, Commercial Solvents Corporation. Cuando Fleming se enteró de las patentes estadounidenses sobre la producción de penicilina, se enfureció y comentó:

Encontré penicilina y la he dado gratuitamente en beneficio de la humanidad. ¿Por qué debería convertirse en un monopolio lucrativo de los fabricantes en otro país?

La patente de tecnologías relacionadas con la penicilina por parte de empresas estadounidenses dio lugar en el Reino Unido al mito de que los científicos británicos habían hecho el trabajo, pero los estadounidenses se habían llevado los frutos. Cuando la Fundación Rockefeller publicó su informe anual en 1944, The Evening News contrastó el generoso apoyo de la fundación al trabajo del equipo de Oxford con el del parsimonioso MRC. En abril de 1945, la firma británica Glaxo firmó acuerdos con Squibb y Merck en virtud de los cuales pagaba regalías del 5 por ciento sobre sus ventas de penicilina durante cinco años a cambio del uso de sus técnicas de fermentación por inmersión profunda. Glaxo pagó casi 500.000 libras esterlinas (equivalentes a 15.763.091 libras esterlinas en 2023) en regalías entre 1946 y 1956. La controversia sobre las patentes condujo a la creación de la National Research Development Corporation (NRDC) del Reino Unido en junio de 1948. Esta organización recopilaba patentes gubernamentales y cobraba regalías por ellas.

Después de que el 27 de agosto de 1942 se publicara en The Times la noticia de las propiedades curativas de la penicilina, Fleming disfrutó de la publicidad, pero Howard Florey no: temía que esto creara una demanda de penicilina que aún no tenía para satisfacer. Cuando la prensa llegó a la Escuela Sir William Dunn, le dijo a su secretaria que "los mandara a hacer las maletas". También prohibió a su equipo hablar con la prensa. La confusión surgió porque tanto el jugo del moho como el fármaco producido a partir de él se llamaban "penicilina". Se publicaron y transmitieron relatos distorsionados e inexactos que le daban crédito a Fleming por el desarrollo de la penicilina, relatos que Fleming y el Hospital St. Mary's hicieron poco o ningún esfuerzo por corregir. La historia que los medios querían contar era la conocida del científico solitario y el descubrimiento fortuito. El historiador médico británico Bill Bynum escribió más tarde:

El descubrimiento y desarrollo de la penicilina es una lección objetiva de la modernidad: el contraste entre un individuo de alerta (Fleming) haciendo una observación aislada y la explotación de la observación mediante el trabajo en equipo y la división científica del trabajo (Florey y su grupo). El descubrimiento era ciencia antigua, pero la droga misma requería nuevas formas de hacer ciencia.

En 1943, el comité Nobel recibió una única nominación para el Premio Nobel de Fisiología o Medicina para Fleming y Florey del bioquímico británico Rudolph Peters. El secretario del comité Nobel, Göran Liljestrand, hizo una evaluación de Fleming y Florey ese mismo año, pero en ese momento se sabía poco sobre la penicilina en Suecia, y concluyó que se necesitaba más información. Al año siguiente, hubo una nominación para Fleming solo y otra para Fleming, Florey y Chain. Liljestrand y Nanna Svartz, la profesora de medicina del Instituto Karolinska, analizaron su trabajo y, aunque ambos juzgaron que Fleming y Florey eran igualmente merecedores de un Premio Nobel, el comité Nobel estaba dividido y decidió otorgar el premio ese año a Joseph Erlanger y Herbert S. Gasser "por sus descubrimientos relacionados con las funciones altamente diferenciadas de las fibras nerviosas individuales".

En 1945, hubo un gran número de nominaciones para Florey y Fleming o para ambos, y una para Chain, de Liljestrand, que nominó a los tres. Liljestrand señaló que trece de las primeras dieciséis nominaciones que llegaron mencionaban a Fleming, pero sólo tres lo mencionaban solo a él. Esta vez, las evaluaciones estuvieron a cargo de Liljestrand, Sven Hellerström [sv] y Anders Kristenson [sv], quienes respaldaron a los tres.

Se rumoreaba que el comité otorgaría el premio sólo a Fleming, o la mitad a Fleming y una cuarta parte a Florey y Chain. Fulton y Dale presionaron para que el premio se otorgara a Florey. La Asamblea Nobel en el Instituto Karolinska consideró otorgar la mitad a Fleming y una cuarta parte a Florey y Chain, pero al final decidió dividirlo en tres partes iguales. El 25 de octubre de 1945, anunció que Fleming, Florey y Chain compartían por igual el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1945 "por el descubrimiento de la penicilina y su efecto curativo en varias enfermedades infecciosas". Cuando The New York Times anunció que "Fleming y dos colaboradores" habían ganado el premio, Fulton exigió -y recibió- una corrección en un editorial al día siguiente.

Dorothy Hodgkin recibió el Premio Nobel de Química en 1964 "por sus determinaciones mediante técnicas de rayos X de las estructuras de importantes sustancias bioquímicas". Se convirtió en la tercera mujer en recibir el Premio Nobel de Química, después de Marie Curie en 1911 e Irène Joliot-Curie en 1935.

El estrecho espectro de enfermedades tratables o "espectro de actividad" de las penicilinas, junto con la escasa actividad de la penicilina V activa por vía oral, condujo a la búsqueda de derivados de la penicilina que pudieran tratar una gama más amplia de infecciones. El aislamiento de 6-APA, el núcleo de la penicilina, permitió la preparación de penicilinas semisintéticas, con varias mejoras con respecto a la bencilpenicilina. La ampicilina fue desarrollada por los Laboratorios de Investigación Beecham en Londres. Cuando se introdujo en uso clínico en 1961, fue la primera penicilina semisintética que podía administrarse por vía oral y que era eficaz contra organismos tanto gramnegativos como grampositivos. Era más ventajosa que la penicilina original, ya que ofrecía un espectro de actividad más amplio contra bacterias tanto grampositivas como gramnegativas, mientras que la original solo era eficaz contra las grampositivas.

Un desarrollo posterior dio lugar a penicilinas resistentes a la β-lactamasa, entre ellas la flucloxacilina, la dicloxacilina y la meticilina. Estas fueron importantes por su actividad contra las especies bacterianas productoras de β-lactamasa, pero resultaron ineficaces contra las cepas de SAMR.

Otro desarrollo de la línea de penicilinas fueron las penicilinas antipseudomonas, como la carbenicilina, la ticarcilina y la piperacilina, útiles por su actividad contra las bacterias gramnegativas. La utilidad del anillo β-lactámico fue tal que los antibióticos relacionados, entre ellos las mecillinas, los carbapenémicos y, más importantes, las cefalosporinas, todavía lo conservan en el centro de sus estructuras.

Las penicilinas β-lactámicas se convirtieron en los antibióticos más utilizados en el mundo. La amoxicilina, una penicilina semisintética desarrollada por Beecham Research Laboratories en 1970, fue la más utilizada de todas. A principios del siglo XXI, las preferencias en cuanto a antibióticos diferían de un país a otro: en Europa, la amoxicilina se utilizaba ampliamente en el Reino Unido y Alemania; Francia, Italia y España preferían combinaciones de amplio espectro como co-amoxiclav; y los países escandinavos dependían de la penicilina V de espectro reducido.

En 1940, Ernst Chain y Edward Abraham informaron sobre el primer indicio de resistencia a los antibióticos de la penicilina, una cepa de E. coli que producía la enzima penicilinasa, que era capaz de descomponer la penicilina y anular su efecto antibacteriano. Chain y Abraham determinaron la naturaleza química de la penicilinasa, que publicaron en Nature como:

La conclusión de que la sustancia activa es una enzima se extrae del hecho de que es destruida por la calefacción a 90° durante 5 minutos y por incubación con papaína activada con cianuro de potasio a pH 6, y que no es diálisis a través de membranas "celófanas".

En su discurso de aceptación del Nobel, Fleming advirtió sobre la posibilidad de resistencia a la penicilina en condiciones clínicas:

El tiempo puede llegar cuando la penicilina puede ser comprada por cualquiera en las tiendas. Entonces existe el peligro de que el hombre ignorante pueda subestimarse fácilmente y al exponer sus microbios a cantidades no letales de la droga que los hace resistentes.

En aquella época, sólo los venenos requerían receta médica y el autotratamiento era una posibilidad real. En 1947, se aprobó una ley en el Reino Unido que exigía receta médica para los antibióticos. En 1951, Estados Unidos siguió el mismo camino. En el resto del mundo, la exportación de productos farmacéuticos occidentales se difundió más rápidamente que el conocimiento y las prácticas médicas occidentales, y los médicos tradicionales solían dispensar penicilina. En 1999, un estudio realizado en el Reino Unido reveló que el 39% de los encuestados creía erróneamente que los antibióticos podían curar los resfriados y la gripe, y el 12% creía que eran el mejor tratamiento para ellos. La confianza equivocada en los antibióticos tuvo graves consecuencias: redujo el estatus de los médicos a meros proveedores de píldoras. Muchas más personas buscaban atención médica para dolencias que antes habrían ignorado y a menudo exigían antibióticos. Por su parte, los médicos, sobrecargados de trabajo, estaban cada vez más dispuestos a proporcionárselos aunque no se les pidiera.

En 1942, algunas cepas de Staphylococcus aureus habían desarrollado una fuerte resistencia a la penicilina y muchas cepas eran resistentes en la década de 1960. En 1946, la bacterióloga Mary Barber comenzó un estudio de la resistencia a la penicilina a través de la selección natural en el Hospital Hammersmith de Londres. Descubrió que en 1946, siete de cada ocho infecciones bacterianas eran susceptibles a la penicilina, pero dos años después solo lo eran tres de cada ocho. Las enfermeras estaban expuestas tanto a las bacterias como a la penicilina y albergaban y transmitían infecciones bacterianas. Miller descubrió que tres de cada diez parteras estudiantes estaban colonizadas por bacterias cuando llegaron; después de tres meses, siete de cada diez lo estaban. El problema eran las prácticas de higiene descuidadas de los trabajadores de la salud, las malas prácticas médicas como el uso profiláctico de antibióticos y las prácticas administrativas descuidadas, como sacar a los bebés de sus madres y llevarlos a grandes salas de maternidad de hospitales donde podían infectarse entre sí.

En 1952 se registraron infecciones resistentes a los antibióticos en Australia. Durante la pandemia de gripe de 1957-1958 hubo 16.000 muertes en el Reino Unido y 80.000 en los Estados Unidos por complicaciones bacterianas; el 28 por ciento de los que contrajeron neumonía murieron. La mayoría de los casos de neumonía se contrajeron en hospitales y muchos de ellos eran cepas resistentes a los antibióticos que se habían criado allí. En 1965, se registró el primer caso de resistencia a la penicilina en Streptococcus pneumoniae en Boston. Desde entonces, otras cepas y especies de bacterias han desarrollado resistencia.

Las investigaciones realizadas por los laboratorios American Cyanamid a finales de los años 1940 y principios de los años 1950 demostraron que añadir penicilina al pienso de los pollos aumentaba su ganancia de peso en un 10 por ciento. Las razones de esto todavía eran objeto de debate en el siglo XXI. Investigaciones posteriores indicaron que añadir penicilina al pienso para animales también mejoraba la eficiencia de conversión alimenticia, promovía un crecimiento más uniforme y facilitaba el control de enfermedades. Después de que la Administración de Alimentos y Medicamentos aprobara el uso de penicilina como aditivo alimentario para aves de corral y ganado en 1951, las compañías farmacéuticas aumentaron la producción para satisfacer la demanda.

En 1954, Estados Unidos producía 910 t (2 millones de libras) de antibióticos al año, de las cuales 220 t (490.000 libras) se destinaban a la alimentación animal; en la década de 1990, Estados Unidos producía 23.000 t (50 millones de libras) de antibióticos al año, de las cuales la mitad se destinaba al ganado. El mayor usuario seguía siendo la industria avícola, que consumía 4.800 t (10,5 millones de libras) de antibióticos al año, en comparación con 4.700 t (10,3 millones de libras) para los cerdos y 1.700 t (3,7 millones de libras) para el ganado. Un estudio de 1981 del Consejo de Ciencia y Tecnología Agrícola estimó que prohibir su uso en la alimentación animal podría costar a los consumidores estadounidenses hasta 3.500 millones de dólares al año (equivalentes a 11.730 millones de dólares en 2023) en aumento de los precios de los alimentos. La historia fue similar en el Reino Unido, donde en 1963 el 44 por ciento de la producción de antibióticos era consumida por animales.

A mediados de los años 50, en Estados Unidos aparecieron informes que indicaban que la leche no se cuajaba para hacer queso. La FDA descubrió que la leche estaba contaminada con penicilina, que mataba las bacterias necesarias para la elaboración del queso. En 1963, la Organización Mundial de la Salud informó de que había niveles elevados de penicilina en la leche en todo el mundo. Las personas alérgicas a la penicilina podían sufrir una reacción al beber leche. En 1960 se creó en el Reino Unido un comité presidido por Lord Netherthorpe para investigar el uso de antibióticos en los piensos para animales. En 1962, el comité recomendó que se relajaran las restricciones al uso de antibióticos en animales. Sostenía que los beneficios eran sustanciales y que, incluso si las bacterias se volvían resistentes, pronto se desarrollarían nuevos antibióticos y no había pruebas de que la resistencia bacteriana en los animales afectara a la salud humana.

Las conclusiones del comité de Netherthorpe fueron socavadas por nuevas investigaciones incluso antes de que fueran publicadas, y el comité fue convocado para reconsiderar el asunto en 1965. Nuevos estudios habían demostrado que las bacterias no sólo eran capaces de heredar los genes de la resistencia a los antibióticos, sino que también podían transmitirlos entre sí. En 1967, una cepa multirresistente de E. coli mató a quince niños en el Reino Unido. El uso de antibióticos en animales para uso no terapéutico fue prohibido allí en 1971. Muchos otros países europeos siguieron pronto la misma pauta.

Cuando Suecia se adhirió a la Unión Europea (UE) en 1995, llevaba diez años en vigor una prohibición total de los antibióticos promotores del crecimiento (AGP). Esta prohibición sería sustituida por normas más laxas de la UE a menos que Suecia pudiera demostrar pruebas científicas a favor de la prohibición. Dos científicos suecos, Anders Franklin y Christina Greko, y dos científicos daneses, Frank Aarestrup [dk] y Henrik Wegener [dk], se unieron a la lucha. Las probabilidades parecían estar en su contra, pero esto coincidió con el brote de EEB en el Reino Unido, que dio lugar a una intensa presión política. En diciembre de 1996, el Comité Permanente de Salud y Bienestar del Parlamento Europeo votó a favor de prohibir el uso de AGP. La UE fue más allá y recomendó amplias restricciones al uso de antibióticos.

• Debate en la Cámara de los Comunes sobre la historia y el futuro del descubrimiento el 11 de mayo de 2009.