Flemings verschimmelte Petrischale: Vom Urlaubsglück zur Antibiotika-Revolution

Die Geschichte der Medizin ist reich an Mythen, doch wenige sind so hartnäckig und zugleich so facettenreich wie die Entdeckung des Penicillins. Sie liest sich wie ein Drehbuch: Ein unordentlicher Professor fährt in den Urlaub, vergisst eine Bakterienkultur auf der Arbeitsbank, und ein Schimmelpilz aus der Luft vollbringt das Wunder, das Millionen Menschen retten wird. Die Realität, die der schottische Bakteriologe Alexander Fleming selbst stets mit seinem trockenen Humor kommentierte, ist jedoch komplexer, lehrreicher und wirft ein Schlaglicht auf die Natur des wissenschaftlichen Fortschritts. Es ist eine Geschichte über Disziplin und Chaos, über Beobachtungsgabe und Zufall, über frühe Visionen und späte Anerkennung – und nicht zuletzt über die Schattenseiten eines der größten Triumple der Menschheit.

Der Unfall im Labor: Vom Ärgernis zur Sensation

Um die Jahrhundertwende steckte die wissenschaftliche Medizin noch in den Kinderschuhen. Zwar waren die Ursachen von Infektionen durch die Arbeit von Louis Pasteur und Robert Koch bekannt, doch eine wirksame Behandlung gegen die oft tödlich verlaufenden Krankheiten fehlte. Als junger Arzt hatte Alexander Fleming im Ersten Weltreich die Sinnlosigkeit der damaligen Mittel erlebt. Antiseptika wie Karbolsäure, die auf offene Wunden gegeben wurden, zerstörten die körpereigenen Abwehrzellen oft schneller als die Bakterien selbst . Diese Erfahrung brannte sich in sein Gedächtnis ein und trieb seine Forschung an: die Suche nach einer Substanz, die Bakterien unschädlich macht, ohne den menschlichen Körper zu vergiften.

Bereits 1922 gelang Fleming ein erster wichtiger Fund. Er entdeckte das Lysozym, ein Enzym in Tränenflüssigkeit und Nasensekret, das Bakterien auflösen konnte . Die Euphorie währte jedoch nicht lange: Lysozym war zwar interessant, aber gegen gefährliche Krankheitserreger weitgehend wirkungslos. Fleming suchte weiter.

Der berühmte „Unfall“ ereignete sich im September 1928. Fleming, damals stellvertretender Leiter des Labors am St. Mary’s Hospital in London, hatte vor seiner Abreise in den Sommerurlaub zahlreiche Petrischalen mit Staphylokokken-Kulturen beimpft. Entgegen der landläufigen Meinung der „schottischen Schlamperei“, die gerne als Grund angeführt wird, war es wohl eher die schiere Menge an Kulturen, die sein Labor überflutete, dass einige Schalen ungereinigt auf einer Bank liegen blieben . Als er Ende September zurückkehrte, fiel ihm unter vielen anderen eine Schale besonders auf. Ein blaugrüner Schimmelpilz, später als Penicillium notatum identifiziert, hatte sich darin ausgebreitet. Das eigentlich Interessante war jedoch die Veränderung in der Bakterienkolonie rund um den Pilz: Die Staphylokokken hatten sich „aufgelöst“, sie waren durchsichtig und glasig geworden. Um den Schimmel herum hatte sich eine klare Zone gebildet .

Wo ein anderer Forscher die verdorbene und kontaminierte Kultur angewidert entsorgt hätte, erkannte Fleming das Potenzial des Phänomens. Seine langjährige Erfahrung mit Antibakteriellen Substanzen, insbesondere seine Enttäuschung mit dem Lysozym, hatte seinen Blick geschärft. „Hätte ich nicht meine frühere Erfahrung mit Lysozym gemacht, dann hätte ich die Platten vermutlich einfach weggeworfen“, schrieb er später . Es war also nicht nur der Zufall, sondern vor allem die vorbereitete Wahrnehmung, die aus einem ärgerlichen Missgeschick eine wissenschaftliche Sensation werden ließ.

Vom Schimmelpilz zum Wundermittel: Ein steiniger Weg

Fleming züchtete den Pilz weiter und fand heraus, dass die von ihm produzierte gelbliche Brühe, die er „Penicillin“ taufte, eine erstaunliche Eigenschaft besaß: Sie tötete eine ganze Reihe von gefährlichen Bakterien ab, darunter die Erreger von Diphtherie, Scharlach, Lungenentzündung und Gonorrhö, ohne dabei die weißen Blutkörperchen zu schädigen – ein entscheidender Fortschritt gegenüber den damaligen Antiseptika . 1929 veröffentlichte er seine Ergebnisse im British Journal of Experimental Pathology.

Doch dann kam die Ernüchterung. Die Aufmerksamkeit der Fachwelt war gering. Der Hauptgrund: Penicillin erwies sich als äußerst instabil und schwierig zu isolieren. Flemings Versuche, den Wirkstoff anzureichern und zu reinigen, schlugen fehl. Innerhalb weniger Tage verlor die „Pilzbrühe“ ihre Wirksamkeit. Für eine medizinische Anwendung, so schien es, war sie völlig ungeeignet. Resigniert gab Fleming seine Versuche um 1930 auf. Penicillin geriet für ein Jahrzehnt in die zweite Reihe der wissenschaftlichen Forschung . Es fehlte schlicht das chemische und biochemische Wissen, um aus einem vielversprechenden Naturphänomen ein anwendbares Medikament zu machen.

Der entscheidende Impuls kam Ende der 1930er-Jahre aus Oxford. Der australische Pathologe Howard Florey und der deutsch-jüdische Biochemiker Ernst Boris Chain suchten systematisch nach antibakteriellen Substanzen und stießen bei der Durchsicht alter Literatur auf Flemings Arbeit . Mit einem Team, zu dem der geniale Verfahrenstechniker Norman Heatley gehörte, gelang es ihnen, ein Verfahren zu entwickeln, um Penicillin zu extrahieren und zu stabilisieren. 1940 war der Durchbruch im Tierversuch gelungen: Mit Penicillin behandelte Mäuse überlebten eine tödliche Infektion, die unbehandelten starben.

Der erste Einsatz am Menschen im Jahr 1941 war ein dramatisches Beispiel für Fortschritt und Tragödie zugleich. Der Polizist Albert Alexander hatte sich an einem Rosendorn verletzt und lag mit einer lebensbedrohlichen Sepsis im Sterben. Nach der Verabreichung von Penicillin besserte sich sein Zustand dramatisch. Doch der Vorrat an dem kostbaren Medikament war erschöpft. Es gelang nicht, schnell genug neues Penicillin zu gewinnen, und der Patient verstarb . Dieser Fall zeigte eindringlich sowohl das ungeheure Potenzial als auch das drängendste Problem: Ohne ein Verfahren zur Massenproduktion blieb Penicillin eine wissenschaftliche Kuriosität.

Krieg als Katalysator: Die industrielle Revolution des Penicillins

Der Zweite Weltkrieg wurde zum entscheidenden Katalysator. Die Notwendigkeit, verwundete Soldaten vor Wundinfektionen und Wundbrand zu schützen, war enorm. Großbritannien, im Krieg gegen Deutschland schwer umkämpft, fehlten die industriellen Kapazitäten. Florey und Heatley reisten deshalb in die USA, um die dortige Pharmaindustrie und Regierung für das Projekt zu gewinnen .

Was folgte, war eine beispiellose Kraftanstrengung von Wissenschaft und Industrie. Amerikanische Forscher und Unternehmen wie Pfizer, Merck und Squibb optimierten den Produktionsprozess grundlegend. Ein entscheidender Schritt war die Suche nach einem ertragreicheren Pilzstamm. Weltweit wurden Proben gesammelt, von verschimmeltem Obst und Gemüse bis hin zu Erde. Der Superproduzent wurde schließlich auf einem Markt in Peoria, Illinois, gefunden: eine verschimmelte Cantaloupe-Melone, die einen Stamm von Penicillium chrysogenum beherbergte, der siebzigmal mehr Penicillin produzierte als Flemings ursprünglicher Pilz . In Kombination mit neuen Fermentationstechniken, der sogenannten Submersfermentation, bei der der Pilz in riesigen Tanks in der Nährlösung wächst, wurde die industrielle Massenproduktion möglich .

Bis zur Invasion in der Normandie 1944 wurde Penicillin bereits standardmäßig bei den alliierten Truppen eingesetzt. Es rettete unzähligen Soldaten das Leben und revolutionierte die Behandlung von Geschlechtskrankheiten. 1945 erhielten Fleming, Florey und Chain gemeinsam den Nobelpreis für Medizin. Fleming, der zeitlebens die Bedeutung seiner Entdeckerleistung bescheiden herunterspielte („Ich habe Penicillin nicht erfunden, die Natur hat das getan“), wurde gefeiert, während die eigentlichen „Entwickler“ Florey und Chain im Schatten des Ruhms standen .

Vermächtnis mit Schatten: Die Ära der Antibiotika und die Krise der Resistenzen

Die Einführung des Penicillins markierte den Beginn der Ära der Antibiotika. Krankheiten wie Syphilis, Lungenentzündung oder Kindbettfieber, die über Jahrtausende hinweg Todesurteile waren, verloren ihren Schrecken. Die durchschnittliche Lebenserwartung stieg rasant an. Die moderne Chirurgie, die Transplantationsmedizin und die Krebstherapie, die das Immunystem schwächen, wären ohne die Möglichkeit, Infektionen zu kontrollieren, undenkbar .

Doch schon in seiner Nobelpreisrede 1945 schlug Fleming warnende Töne an. Er erkannte die Gefahr, dass Penicillin durch falsche oder zu geringe Dosierung Bakterien resistent machen könnte . Diese Warnung war prophetisch. Bakterien sind Meister der Anpassung; ihre kurzen Generationszeiten erlauben es ihnen, rasant auf Selektionsdruck zu reagieren. Die Produktion von Enzymen wie Penicillinase (auch Betalactamase genannt), die das Penicillin-Molekül zerstören, ist nur ein Beispiel für die vielfältigen Resistenzmechanismen.

Heute ist die Antibiotikaresistenz eine der größten globalen Gesundheitskrisen . Der übermäßige und oft unnötige Einsatz von Antibiotika in der Humanmedizin, aber vor allem auch in der Massentierhaltung, hat diesen Prozess massiv beschleunigt. Multiresistente Keime (MRSA, ESBL-Bildner) sind zur tödlichen Bedrohung in Krankenhäusern geworden. Die Forschung hat die Entwicklung neuer Antibiotika jahrzehntelang vernachlässigt, da sie für Pharmafirmen wirtschaftlich unattraktiv ist – ein neues Antibiotika sollte möglichst selten und nur im Notfall eingesetzt werden, was schlecht fürs Geschäft ist.

Die Geschichte von Flemings Urlaub und der verschimmelten Petrischale ist also weit mehr als eine Anekdote. Sie ist eine Fallstudie über das Wesen der Entdeckung, die eine seltene Mischung aus Zufall, Neugier, Vorbereitung und Beharrlichkeit erfordert. Sie zeigt, dass der Weg von der Idee zum medizinischen Segen ein hochkomplexer, arbeitsteiliger Prozess ist, der erst durch das Zusammenspiel verschiedener Disziplinen und den Druck eines Weltkriegs zum Erfolg geführt wurde. Und sie ist eine eindringliche Mahnung an den Fortschritt, der oft einen Schatten wirft. Der Sieg über die Bakterien war nie endgültig, er gleicht eher einer Waffenruhe in einem endlosen Wettrüsten. Flemings Entdeckung hat uns eine lebensrettende Waffe an die Hand gegeben – doch der sorgsame Umgang mit ihr entscheidet darüber, ob sie eines Tages wieder stumpf wird.

Quellen

 Goddemeier, C. (2006). Alexander Fleming (1881–1955): Penicillin. Deutsches Ärzteblatt. aerzteblatt.de

 Gießen, H. (2003). 75 Jahre Penicillin. Pharmazeutische Zeitung. pharmazeutische-zeitung.de

 Drugs.com. (2025). Who discovered Penicillin and why does it still matter today? drugs.com

 Scinexx. (2025). Pilze und gespiegelte Formen. scinexx.de

 Schettler, E. (2013). Glücksfall einer verdorbenen Bakterienkultur. PTA-Forum. pta-forum.de

 Regner, A. (2021). Medizingeschichten: Alexander Fleming, Entdecker des Penicillins. Die PTA. diepta.de

 Stumpf, H. (2014). Meilenstein der Medizingeschichte. Die PTA in der Apotheke. diepta.de

 Apotheke Adhoc. (2015). Alexander Fleming: Wunderwaffe durch Zufall. apotheke-adhoc.de

 Kelch, J. (2022). Penicillin, Röntgenstrahlen und Viagra: Meilensteine der Medizin mit und ohne Nobelpreis. MDR. mdr-kommentare.de

 PTA-Forum. (2019). Antibiotika: Wunderwaffen mit Schattenseiten. Pharmazeutische Zeitung. ptaforum.pharmazeutische-zeitung.de