Fødslen af den moderne kemoterapi, er krediteret de bestræbelser tyskeren Paul Ehrlich, gjorde i den tidlige del af det tyvende århundrede. Mens han forsøgte at farve bakterier uden at farve det omkringliggende væv, spekulerede han over om der fandtes en ”magisk kugle” der selektivt ville finde og ødelægge patogener, men ikke skade værten. Denne idé, dannede grundlag for både selektiv toksicitet og kemoterapi, begge begreber han opfandt.

I 1928, bemærkede Alexander Flemming, at væksten af bakterien Staphylococcus aureus blev hæmmet i området omkring kolonien af en skimmelsvamp, der havde forurenet en petriskål. Skimmelsvampen blev identificeret som Penicillium notatum og dens aktive stof, der blev isoleret kort tid senere, blev kaldet penicillin. Lignende hæmmende reaktioner, mellem kolonier på faste medier, er almindeligt observeret i mikrobiologi og mekanismen for hæmningen kaldes for antibiotisk (se figur 16.1.1). Fra dette ord, kommer udtrykket antibiotika, et stof der produceres af mikroorganismer, der i små mængder hæmmer en anden mikroorganisme, Derfor er helt syntetiske sulfapræparater, teknisk set antimikrobielle stoffer og ikke antibiotika, en skelnen der ofte ignoreres i praksis. Opdagelsen af sulfapræparater, kom af en systematisk undersøgelse af kemikalier, udført af tyske industrielle forskere, der begyndte i 1927. I 1932 viste en forbindelse betegnet Prontosil Rød, et sulfanilamidindeholdende farvestof, at kunne kontrollere streptokokinfektioner i mus. Under Anden Verdenskrig, gjorde de allierede styrker udstrakt brug af dette sulfanilamidstof. Opdagelsen og brugen af sulfapræparater gjorde det klart, at de praktiske antimikrobielle stoffer kunne være effektive mod systemiske bakterielle infektioner og interessen for de tidligere rapporter om penicillin genopstod.
I 1940, fandt de første kliniske forsøg med penicillin sted. Under Anden Verdenskrig i England, var forskning i udvikling og produktion i stor målestok, ikke mulig og dette arbejde blev overført til USA. Den oprindelige kultur af P. notatum, var ikke særligt effektive i produktionen af antibiotikummet. Den blev hurtigt erstattet af en mere produktiv stamme. Denne værdifulde stamme (en stamme af Penicillium chrysogenum), blev første gang isoleret fra en muggen cantaloupe melon købt på et marked i Peoria, Illinois, USA.
16.1.1 Brug og opdagelse af antibiotika i dag
Antibiotika, er faktisk ret let at opdage, men få har medicinsk eller kommerciel værdi. Nogle bruges kommercielt i stedet for behandling af sygdomme – for eksempel som et supplement i dyrefoder. Der er et stigende behov, for at finde svar på det voksende problem med antibiotikaresistens, et fænomen hvor tidligere effektive medikamenter, har mindre og mindre indvirkning på bakterier.
Mere end halvdelen af vores antibiotika, produceres af arter af Streptomyces, der er trådformede bakterier der almindeligvis findes i jord. Nogle få antibiotika, produceres af endosporedannende bakterier, som for eksempel Bacillus og andre igen, er produceres af skimmelsvampe hovedsageligt fra slægterne Penicillium og Cephalosporium. Se tabel 16.1.1.1 for kilderne til mange antibiotika der anvendes i dag – en overraskende begrænset gruppe af mikroorganismer. En undersøgelse der screenede 400.000 bakteriekulturer, gav kun tre nyttige stoffer. Det er især interessant at bemærke, at stort set alle antibiotikaproducerende mikroorganismer har en form for sporedannelsesproces.
De fleste antibiotika i brug i dag, blev opdaget ved fremgangsmåder der krævede identifikation af voksende kolonier af antibiotikaproducerende organismer, for det meste ved at screene jordprøver. Det er temmelig let at identificere mikroorganismer i sådanne jordprøver, der har antimikrobiel aktivitet; men mange er giftige eller ikke kommercielt anvendelige. Mange af disse viste sig også at være ”den lavest hængende frugt” og det fortsatte arbejde med disse kulturer, resulterede ofte i opdagelsen på de samme antibiotika. For eksempel producerer 1 ud af 100 actinomyceter i jord streptomycin og kun 1 ud af 250 producerer tetracyclin. For at finde et antibiotikum produceret af kun én jord- eller havmikroorganisme i en prøve med 10 millioner, er en udfordrende opgave. Selv moderne højeffektive metoder, der hurtigt screener et meget stort antal mikroorganismer i søgningen efter nye antibiotika, har ikke givet mange nye opdagelser. Faktisk har de sidste 40 års forskning under etablerede arbejdsmetoder, kun ført til klinisk anvendelse af et par nye strukturelle typer af mikrobielle hæmmere.