Jubileusz dobroczyńcy ludzkości
To jeden z niewielu uczonych, których rozpoznawalność na świecie jest niemal powszechna i dorównuje tej, jaką cieszą się Kopernik, Newton lub Einstein. I nie ma w tym przesady, bo odkrycia francuskiego badacza można śmiało nazwać epokowymi, a ich znaczenie dla rozwoju wiedzy na temat podstaw życia, chorób zakaźnych i szczepień ochronnych jest nie do przecenienia.
Urodzony 27 grudnia 1822 roku w miasteczku Dôle na wschodzie Francji, w rodzinie ubogiego garbarza, wychowywał się w atmosferze głęboko religijnej i patriotycznej, przepojonej miłością rodzinną i ogromnym szacunkiem do pracy. W szkole młody Ludwik był przeciętnym uczniem, a najwięcej talentu i zainteresowania przejawiał do rysunku. Egzaminy na studia wyższe w słynnej École Normale w Paryżu złożył dopiero po namowach przyjaciół. Od tego momentu oddał się całkowicie nauce. Swoje pierwsze kroki stawiał pod opieką chemika Antoine’a Balarda, odkrywcy bromu. To w jego pracowni Pasteur rozpoczął prace nad aktywnością optyczną roztworów. Tam też dokonał pierwszego odkrycia – dowiódł istnienia dwóch form krystalicznych kwasu winowego, przeciwnie skręcających płaszczyznę światła, bo stanowiących swoje wzajemne odbicia lustrzane. Pasteur, próbując dociec przyczyny tego zjawiska, spekulatywnie powiązał je z asymetrycznym ułożeniem atomów w obrębie cząsteczki, stając się przez to prekursorem współczesnej stereochemii.
Prace krystalograficzne pozwoliły Pasteurowi przedstawić tezy doktorskie w dwóch dziedzinach – fizyce i chemii, ale, co ważniejsze, przyniosły mu uznanie i szeroko otworzyły drzwi do naukowej kariery. Jako 27-latek został profesorem chemii na Uniwersytecie w Strasburgu, a pięć lat później objął stanowisko dziekana na Uniwersytecie w Lille. To tutaj rozpoczął swoje długoletnie badania nad procesem fermentacji.
Wbrew powszechnie panującej opinii, jakoby przemiana cukru w alkohol była dziełem tajemniczej siły życiowej (vis vitalis), Pasteur dowiódł, że odpowiedzialne za ten proces są mikroskopijne organizmy, rozwijające się w warunkach beztlenowych (drożdże). Wskazał też, że zanieczyszczenie brzeczki alkoholowej innymi drobnoustrojami (np. bakteriami fermentacji mlekowej czy masłowej) jest źródłem „chorób” wina czy piwa, czyli psucia się tych trunków. Aby temu zapobiec, Pasteur spopularyzował metodę termicznej obróbki napojów alkoholowych, przez ich krótkie ogrzanie do temperatury około 100oC, co eliminowało patogenną mikroflorę, nie wpływając na walory smakowe i odżywcze produktu. Proces takiej obróbki, nazwany potem pasteryzacją, jest do dziś stosowany do konserwacji mleka, piwa, wina i wielu przetworów owocowych i warzywnych.
Prace z zakresu fermentacji i przekonanie o wszędobylstwie mikroorganizmów dały Pasteurowi oręż w walce z teorią samorództwa. W połowie XIX wieku wiara w spontaniczne pojawienie się życia była powszechna, utrwalona wielowiekową tradycją z czasów antycznych. Sam Arystoteles pisał o powstawaniu myszy z brudnego siana czy much z mięsa. Według wyznawców tej „naukowej religii”, także mikroorganizmy miały powstawać samoistnie, z materii nieorganicznej. Odpowiedzią Pasteura był jego słynny eksperyment z wygiętymi na kształt łabędzich szyi szklanymi kolbami zawierającymi bulionową pożywkę. Pożywka, wcześniej ogrzana tak, aby stała się sterylna, pozostawała jałowa do momentu ucięcia szyjki, co zapewniało łatwy kontakt pożywki z powietrzem, skutkując rozwojem drobnoustrojów. Takie kolby z łabędzimi szyjkami i jałowym bulionem można do dziś oglądać w Muzeum Pasteura w Paryżu. Obalenie dogmatu o samorództwie wywołało prawdziwą rewolucję w nauce. W końcu problem ten miał nie tylko wymiar naukowy (biologiczny), ale też religijny i filozoficzny.
Ośmielony zwycięstwem nad witalizmem i samorództwem, Pasteur zaczął poszukiwać związków między drobnoustrojami a chorobami zakaźnymi zwierząt i ludzi. Na początku skoncentrował się na chorobach jedwabników. W latach 60. XIX wieku francuski przemysł jedwabniczy stał na krawędzi bankructwa. Przyczyną była nieznana choroba niszcząca całe hodowle owadów. Pasteur opisał dwie choroby – pebrynę i flaszerię, wykazał ich zakaźny charakter oraz upowszechnił izolację (kwarantannę) zakażonych owadów, jako metodę zapobiegania chorobie. Metoda ta jest do dziś stosowana w krajach produkujących jedwab.
Pochłonięty badaniami nad jedwabnikami, zaledwie 45-letni Pasteur doznał rozległego udaru, który pozostawił ślady paraliżu do końca życia uczonego. Mimo fizycznych ograniczeń podjął się kolejnego wyzwania. Tym razem miał wyjaśnić przyczynę cholery drobiu. Stosunkowo szybko udało się Pasteurowi namierzyć sprawcę; z krwi padniętego koguta wyizolował bakterię, nazwaną potem na cześć odkrywcy Pasteurella multocida. Co więcej, Pasteur zaobserwował, że o ile kury zakażane świeżymi bakteriami padają w ciągu dwóch dni, o tyle zwierzęta, którym wstrzykuje się te same bakterie, ale hodowane przez trzy miesiące w laboratorium, nie tylko nie rozwijają objawów choroby, ale stają się odporne na powtórne zakażenie już świeżymi zarazkami. W ten sposób Pasteur odkrył zjawisko, które sam nazwał atenuacją, czyli obniżeniem zjadliwości drobnoustrojów chorobotwórczych.
Opracowana przez Pasteura szczepionka przeciwko cholerze drobiu stała się pierwszą na świecie szczepionką na bazie atenuowanego patogenu i drugą szczepionką na świecie po szczepionce Jennera przeciwko ospie (zawierała limfę z pęcherzyków ospy krowiej).
Zachęcony wynikami, Pasteur podjął próby otrzymania szczepionki przeciwko wąglikowi, chorobie, która dziesiątkowała stada zwierząt gospodarskich (głównie bydła i owiec) w całej XIX-wiecznej Europie. W 1881 roku przeprowadził pamiętny eksperyment w podparyskiej miejscowości Pouilly-le-Fort (ilustracja na sąsiedniej stronie). Na oczach mieszkańców, podał stadu owiec szczepionkę w postaci atenuowanego (chemicznie) szczepu pałeczki wąglika, a następnie wstrzyknął zwierzętom bakterie zjadliwe. Wszystkie zaszczepione owce przeżyły, natomiast wszystkie nieszczepione, które również zakażono wąglikiem, padły. Dzięki sukcesowi w Pouilly-le-Fort Pasteur stał się znany nie tylko w kraju, ale też za granicą.
Jednak największy rozgłos i sławę przyniosła mu szczepionka przeciwko wściekliźnie. Choroba ta, do dzisiaj będąca jedną z najbardziej śmiertelnych chorób zakaźnych, w XIX wieku była, z uwagi na często drastyczne objawy (ślinotok, konwulsje, halucynacje), przedmiotem wręcz panicznego lęku. Jedyne, co ówczesna medycyna mogła zaoferować choremu to… podanie trucizny dla skrócenia cierpień. Wyzwanie, przed którym stanął Pasteur, było wyjątkowo trudne. Próby izolacji zarazka wścieklizny skończyły się niepowodzeniem (wywołujący chorobę rabdowirus nie daje się hodować w warunkach in vitro, a obserwowany może być jedynie za pomocą mikroskopii elektronowej, dostępnej dopiero w 40 lat po Pasteurze). Pasteurowi udało się jednak udowodnić, że źródłem zarazka jest tkanka nerwowa mózgu oraz rdzenia kręgowego i wraz ze swoim współpracownikiem, Émilem Roux, opracował skuteczną metodę eksperymentalnej infekcji zwierząt, przenosząc fragment tkanki mózgowej padłego na wściekliznę zwierzęcia bezpośrednio do mózgu zdrowego osobnika.
Metoda ta, stosowana u królików, pozwalała znacząco skrócić czas inkubacji choroby (do kilku dni). Dodatkowo, wielokrotne „międzykrólicze” pasaże zarazka prowadziły stopniowo do otrzymania silnie zjadliwego szczepu (virus fixé; nazwa „virus”, łac. jad, trucizna, była wówczas ogólną nazwą dla bakterii chorobotwórczych). Aby go osłabić i wykorzystać jako potencjalną szczepionkę, Pasteur izolował rdzeń kręgowy zakażonych takim patogenem królików i suszył w strumieniu powietrza, aby po około dwóch tygodniach otrzymać materiał pozbawiony właściwości zakaźnych. Następnie zdrowym psom podawał podskórnie przez 14 dni wyciągi rdzenia kręgowego o wzrastającej zakaźności (coraz krótszym czasie wysuszenia) i zaobserwował, że ostatniego dnia zwierzęta stawały się odporne na zakażenie szczepem virus fixé. Szczepionka okazała się skuteczna
Ostateczny sukces został przypieczętowany 6 lipca 1885 roku pierwszym udanym szczepieniem człowieka. Tego dnia Pasteur, nie bez obaw, zaaplikował swoją szczepionkę 9-letniemu chłopcu, Josephowi Meisterowi, który kilka dni wcześniej został dotkliwie pogryziony przez wściekłego psa. Dziecko otrzymało w ciągu 11 dni łącznie 13 preparatów coraz bardziej zjadliwego wirusa i nie zachorowało. Pasteur triumfował. O tym, jak wielki był to sukces, świadczy fakt, że szczepionka Pasteura, wprawdzie udoskonalona, pozostaje nadal, 130 lat od jej odkrycia, jedynym skutecznym środkiem przeciwko wściekliźnie.
W 1886 roku Pasteur przedstawił projekt utworzenia w Paryżu instytutu w celu zwiększenia skali szczepień przeciwko wściekliźnie. Instytut (obecnie Institut Pasteur) został otwarty dwa lata później. Obecnie jest jedną z największych instytucji naukowo-badawczych na świecie – poza paryskim instytutem-matką, ma ponad 30 filii w 25 krajach. Ciekawe, że pierwsza po Paryżu stacja pasteurowskich szczepień ochronnych powstała w Warszawie z inicjatywy Odo Bujwida, ucznia Pasteura.
Ostatnią dekadę życia Pasteura wypełniły wyrazy uznania i wdzięczności za jego wielkie dzieło. Zaczęto go nazywać „dobroczyńcą ludzkości” (bienfaiteur de l’humanité). Otrzymał liczne wyróżnienia i nagrody z całego świata. Jednym z najbardziej podniosłych i poruszających momentów była uroczystość jego 70. urodzin w Wielkim Amfiteatrze Sorbony z udziałem prezydenta Sadiego Carnota i Josepha Listera, twórcy antyseptyki, który wygłosił piękną laudację na cześć jubilata.
W ostatnich latach życia Pasteur coraz bardziej podupadał na zdrowiu. W 1894 roku doznał kolejnego udaru, który niemal całkowicie go sparaliżował. Zmarł 28 września 1895 roku w Villeneuve-l’Étang pod Paryżem. Pogrzeb, z honorami godnymi bohatera Francji, przyciągnął nieprzebrane tłumy żałobników. Ciało Pasteura złożono w jednej z kaplic katedry Notre-Dame, ale wkrótce przeniesiono do krypty w Instytucie Pasteura.
Postać Pasteura zaczęto otaczać kultem jeszcze za jego życia. Przez dziesięciolecia, ten spiżowy pomnik wydawał się bez skazy. A jednak, w ostatnich latach, coraz śmielej zwraca się uwagę na pewne mniej szlachetne szczegóły biografii wielkiego Francuza. Wspomina się jego niełatwy charakter, apodyktyczność, megalomanię, próżność, a nawet bezwzględność wobec oponentów. Pasteur jest też oskarżany o dość swobodne podejście do etyki w projektowanych eksperymentach nawet jak na ówczesne standardy, a, co gorsza, lekceważenie i pomijanie obserwacji i wkładu poprzedników oraz współpracowników – istotnych dla jego własnych odkryć.
Mimo to, bez względu na formułowane wobec Pasteura zarzuty i kontrowersje towarzyszące jego pracy, pozostaje on uosobieniem prawdziwego człowieka nauki – wizjonera, odważnego myśliciela, charyzmatycznego i niestrudzonego eksperymentatora.
***
Szczepionka zawierała limfę z pęcherzyków ospy krowiej.
***
Nazwa „virus” (łac. jad, trucizna) była wówczas ogólną nazwą dla bakterii chorobotwórczych.
***
Z okazji 200-lecia urodzin „ojca mikrobiologii” w dniach 29–30 listopada br. w Warszawie organizowana jest międzynarodowa konferencja naukowa „The last word belongs to microbes”. Motto konferencji nawiązuje do przypisywanych Pasteurowi słów: C’est les microbes qui auront le dernier mot (To mikroorganizmy będą miały ostatnie słowo). Więcej o wydarzeniu na www.pasteur2022.com
„Świat Nauki” jest patronem medialnym konferencji.
***
dr hab. Tomasz Jagielski, Zakład Mikrobiologii Medycznej, Uniwersytet Warszawski