Premio Nobel in Fisiologia o Medicina 1945 per la scoperta della penicillina e il suo effetto curativo in varie malattie infettive, condiviso con Sir Alexander Fleming e Sir Howard Walter Florey.
Ernst Chain è nato a Berlino nel 1906 dove suo padre aveva fondato una fabbrica chimica. Con questo background non sorprende che abbia studiato chimica e fisiologia all’Università Friedrich-Wilhelm e abbia completato un D.Phil. (sulla specificità ottica delle esterasi) nell’Istituto di Patologia dell’Ospedale Charité. Questo inizio di carriera lo portò a contatto con luminari come Walther Nernst, Max Planck, Otto Hahn e Otto Warburg, un pantheon che testimonia il sorprendente talento scientifico tedesco degli anni ’20 e ’30.
Al tempo stesso Chain divenne un pianista sufficientemente abile da dare concerti pubblici. Fu per un po’ il critico musicale del giornale serale berlinese Welt am Abend e considerò seriamente una carriera musicale.
La famiglia di Chain era ebrea e, dopo l’ascesa al potere di Hitler, non perse tempo a cercare rifugio in Inghilterra. Suo padre era morto quando aveva tredici anni. Sua madre e sua sorella rimasero a Berlino solo per morire in un campo di concentramento.
Il primo impiego di Chain in Inghilterra fu all’University College Hospital ma, non impressionato dalle strutture lì, si trasferì rapidamente al Dipartimento di Biochimica di Cambridge nonostante l’avvertimento di Norman Pirie che lì le cose erano anche peggio! Ciononostante completò un dottorato di ricerca sulle proprietà acido-base dei fosfolipidi lecitina e cefalina sotto la supervisione di Frederick Gowland Hopkins che ammirava molto.
Nel 1935 Howard Florey divenne professore di patologia a Oxford e nel settembre 1935 Chain lo raggiunse nella nuova Scuola Sir William Dunn. L’area generale di ricerca di Chain era sempre stata l’enzimologia e Florey gli suggerì di studiare l’azione del lisozima, l’enzima batteriolitico che Alexander Fleming aveva identificato nel 1920. Mentre lavorava su questo enzima, Chain si imbatté nel documento di Fleming sulla penicillina dal fungo Penicillium notatum. I precedenti tentativi nel 1932 di purificare la penicillina erano falliti, ma Florey e Chain concordarono che i tempi erano ormai maturi per un’indagine approfondita delle sostanze antimicrobiche, così Chain iniziò gli esperimenti con il Penicillium nell’inverno 1938-1939.
Il rapporto tra questi due uomini non fu notoriamente privo di attriti, ma entrambi sono d’accordo sul fatto che la decisione di lavorare sulla penicillina fu guidata dalla curiosità biochimica e non dalla possibilità di un beneficio clinico. Florey ha osservato: “La gente a volte pensa che io e gli altri abbiamo lavorato sulla penicillina perché eravamo interessati alla sofferenza dell’umanità. Non credo che ci sia mai passato per la testa di soffrire l’umanità. Si trattava di un interessante esercizio scientifico, e il fatto che fosse di qualche utilità in medicina è molto gratificante, ma non era questa la ragione per cui abbiamo iniziato a lavorarci.”
In questo periodo il gruppo di Florey si era rafforzato con l’arrivo, sempre da Cambridge, dell’ingegnoso Norman Heatley. Fu Heatley che ideò la tecnica di retro-estrazione per purificare efficacemente la penicillina in massa, in cui il principio attivo della penicillina veniva ritrasferito in acqua cambiandone l’acidità.
L’esperimento critico avvenne nel maggio 1940 (il diario di Heatley lo registra alle 11 del mattino di sabato 25 maggio 1940) quando otto topi furono infettati sistematicamente tramite iniezione intra-peritoneale di una dose letale di Streptococcus pyogenes. Un’ora dopo a quattro dei topi furono fatte iniezioni sub-cutanee di penicillina. Al mattino i topi non trattati erano morti. Quelli trattati con penicillina stavano bene e sopravvivevano per giorni o settimane. Il racconto aneddotico è che quando Chain arrivò e vide i topi vivi ballò per l’eccitazione.
Questo portò alla produzione su larga scala di penicillina pura e alla risoluzione della sua chimica. Questo lavoro fu così importante che ora è una nota quasi insignificante che, per aver risolto il meccanismo d’azione della penicillina, Ernst Chain e Howard Florey hanno condiviso il premio Nobel per la fisiologia o la medicina del 1945 con Alexander Fleming.