PASTEUR LE PRÉCURSEUR
Chaque découverte de Louis Pasteur dévoile un champ d’investigations nouveau, propice à d’autres avancées.
Trois grandes périodes se dessinent dans l’œuvre du savant : la chimie et l’observation des cristaux le conduisent à l’étude des fermentations. Celles-ci l’amènent à réfuter définitivement la théorie de la génération spontanée, une découverte-clé qui lui ouvrira les portes de la microbiologie et de la vaccination.
LA CRISTALLOGRAPHIE : DE MYSTÉRIEUX ACIDES
En 1847, Pasteur observe que le cristal de tartrate porte sur une de ses arêtes une minuscule facette toujours inclinée dans le même sens, tandis que pour le paratartrate, la facette est orientée tantôt à droite, tantôt à gauche. Il sépare alors les différents types de cristaux, fait une solution de chaque type de cristaux et découvre que selon que la facette est orientée à droite ou à gauche, la lumière polarisée est déviée, soit à droite, soit à gauche.
Il formule une loi fondamentale : « Seuls les produits nés sous l’influence de la vie sont dissymétriques, cela parce qu’à leur élaboration président des forces cosmiques qui sont elles-mêmes dissymétriques ». La dissymétrie est la grande ligne de démarcation entre le monde organique et le monde minéral.
Modèles de cristaux droit et gauche de tartrate d'ammoniac, réalisés par Louis Pasteur - © Institut Pasteur
Fermentation butyrique, schéma de Louis Pasteur - © Institut Pasteur
UNE ŒUVRE EN FERMENTATION
En 1854, Louis Pasteur devient à 32 ans Doyen de la faculté des sciences de Lille. Or, dans la région de Lille se trouvent de nombreuses distilleries. Les distillateurs, inquiets des inégalités de production d’alcool de betterave, demandent à Pasteur de s’intéresser aux fermentations lactiques et alcooliques. Louis Pasteur constate que la fermentation alcoolique est due à un organisme vivant, le ferment et que dans les fermentations défectueuses apparaissent des petits bâtonnets qui produisent l’acide lactique. En outre, il constate que pour étudier une fermentation, il faut :
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préparer un milieu fermentescible stérile, ce que l’on obtient par ébullition,
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ensemencer ce milieu avec une trace de ferment à l’état de pureté.
C’est l’origine de toute la technique microbiologique.
Pasteur démontre ensuite que chaque maladie du vin est due à un ferment particulier. Pour lutter contre le développement de ces maladies, il met alors au point un protocole : il faut chauffer le vin entre 55 °C et 60 °C. A cette température, il ne s’altère pas et conserve son bouquet. Cette méthode est connue aujourd’hui dans le monde entier sous le nom de pasteurisation.
Tandis qu’il étudie la fermentation, Louis Pasteur remarque que certains micro-organismes croissent en l’absence de l’air (anaérobie) et qu’au contraire d’autres croissent en présence de l’air (aérobie).
LA GÉNERATION SPONTANÉE, FIN DU DEBAT
Une des questions scientifiques de l’époque concerne l’origine des ferments. La théorie de la génération spontanée était fortement ancrée dans les milieux scientifiques.
Louis Pasteur aborde ce problème avec son seul guide, la méthode expérimentale. Il démontre que les poussières de l’atmosphère renferment des micro-organismes qui se développent et se multiplient. Il démontre également que les liquides les plus putrescibles restent inaltérés, si après les avoir chauffés, on les laisse à l’abri de l’air.
Pour cela, il utilise des ballons à col-de-cygne ; il porte le ballon à ébullition pendant quelques minutes jusqu’à ce que la vapeur d’eau sorte par l’extrémité du col, puis il le laisse refroidir. Pendant le refroidissement, l’air aspiré dépose les poussières et leurs germes sur la première courbure. Le liquide, bien qu’en contact avec l’air extérieur, reste inaltéré parce que les germes n’y pénètrent pas.
Ballons à col de cygne utilisés par Louis Pasteur - © Institut Pasteur
Autoclave du Laboratoire de Louis Pasteur à l’Ecole normale supérieure - © Institut Pasteur
L’HYGIÈNE : LOUIS PASTEUR À L’ASSAUT DES GERMES
Par les expériences les plus variées, Louis Pasteur démontre que les microbes sont partout, dans l’eau, dans l’air, sur les objets, sur la peau… et que certains d’entre eux sont responsables de maladies. Louis Pasteur affirme dans son mémoire de 1862, que :
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les poussières de l’atmosphère renferment des micro-organismes qui se développent et se multiplient ;
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les liquides les plus putrescibles restent inaltérés, si après les avoir chauffés, on les laisse à l’abri de l’air, donc de ces micro-organismes.
Dès lors, il indique les moyens de les éviter et de les combattre. Il définit les bases de l’hygiène personnelle et sociale, confirmant les théories du médecin obstétricien hongrois Ignaz Semmelweis. Les travaux de Louis Pasteur serviront au chirurgien britannique Joseph Lister pour développer l'usage de l’asepsie et préconiser la stérilisation des linges, le flambage des instruments, la propreté des mains. Des recommandations à l’origine du prodigieux essor de la chirurgie moderne.
L’INVENTION DES VACCINS
En 1877, Pasteur étudie de près les maladies infectieuses et découvre successivement :
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la cause des furoncles et de l’ostéomyélite : le staphylocoque, qu'il décrit en 1880, année où le chirurgien écossais Sir Alexander Ogston isolera le micro-organisme et lui donnera son nom ;
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le pneumocoque.
Edward Jenner (1749-1823) avait découvert que l’on pouvait protéger les humains contre la variole en leur inoculant la vaccine, une maladie habituellement rencontrée chez les bovins et identique à la variole et pourtant bénigne chez l’homme.
Sur ce principe, Louis Pasteur utilise les agents infectieux eux-mêmes pour obtenir l’immunisation, selon des procédés généralisables à un grand nombre de maladies.
Il met au point sa méthode de l’atténuation de la virulence des microbes pour :
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le choléra des poules, par vieillissement au contact de l’oxygène de l’air, qui donnera lieu à un vaccin dès 1880 ;
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la notion d'antibiose : il constate que lorsqu’on injecte du bacille d’anthrax (Bacillus anthracis = Charbon) à des animaux en même temps que des bactéries communes non pathogènes, ces derniers ne contractent pas la maladie ;
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le rouget du porc.
Par l’application de sa méthode à l’étude des maladies infectieuses (agents microbiens), à leur prévention (asepsie) et à leur prophylaxie par immunisation (vaccination), Louis Pasteur ouvre ainsi la voie de la vaccination thérapeutique. Les succès médicaux apportés par la vaccination vont précéder les connaissances scientifiques dans le domaine de l’immunologie.
Bacille du choléra des poules - © Institut Pasteur
Flacon avec moelle épinière de lapin. © Institut Pasteur
DE L’ANIMAL À L’ÊTRE HUMAIN
En 1880, Louis Pasteur est désormais en pleine possession de sa méthode expérimentale. Il décide de l’appliquer à l’étude d’une maladie humaine. Il choisit la rage parce qu’elle affecte non seulement l’homme, mais aussi l’animal sur lequel il peut expérimenter.
Puisque la rage est une maladie du système nerveux, Louis Pasteur a alors l’idée, avec Emile Roux, d’inoculer directement dans le cerveau d’un chien une parcelle de cerveau d’un chien enragé. Le chien ainsi inoculé meurt.
L’expérience est ensuite reproduite sur le lapin qui présente moins de risque pour les expérimentateurs que le chien enragé. Après de nombreux passages de lapin à lapin, l’incubation de la rage est toujours de six jours : il a réussi à obtenir un virus doué d’une virulence stable.
Louis Pasteur va tenter d’obtenir un vaccin en atténuant cette virulence. Il décide de suspendre des moelles de lapins rabiques dans des flacons où elles sont exposées à l’action de l’air, dans une atmosphère privée d’humidité. La virulence s’atténue peu à peu jusqu’à s’éteindre.
Louis Pasteur injecte ces moelles de lapin vieillies à des chiens enragés, puis des moelles de plus en plus virulentes. La rage ne se déclare pas.
Il établit alors un protocole permettant de lutter efficacement contre la maladie.
LA RAGE VAINCUE
Le matin du 6 juillet 1885, un garçon de neuf ans, Joseph Meister, venu d’Alsace et mordu quatorze fois par un chien enragé, donne l’occasion à Louis Pasteur de vaincre ses ultimes hésitations et de tester son traitement chez l’homme.
Louis Pasteur n’étant pas médecin, il confie au Dr Grancher le soin d’inoculer à l’enfant le traitement. En 10 jours, Joseph Meister reçoit au total treize injections de moelles rabiques de moins en moins atténuées.
Cette première vaccination est un succès : Joseph Meister ne développera jamais la rage et deviendra le premier être humain vacciné.
En septembre 1885, Jean-Baptiste Jupille, un jeune berger de 15 ans, se présente au laboratoire de la rue d’Ulm, profondément mordu par un chien enragé qui avait attaqué six autres petits bergers. Jean-Baptiste Jupille s’était jeté sur l’animal pour couvrir la fuite de ses camarades.
Louis Pasteur applique son traitement pour la seconde fois, avec le même succès et s’assure de faire connaître cette histoire au monde entier. Bientôt, une multitude de « mordus » se présentent à l’Ecole normale supérieure, venant de France et de l’étranger.
Face à cette affluence, Louis Pasteur décide de fonder un centre spécialement dédié à la vaccination contre la rage, qui soit également un centre de recherche et un centre d’enseignement. Trois ans plus tard, l’Institut Pasteur est inauguré.
L’œuvre pasteurienne atteint son ultime couronnement
Joseph Meister (1876-1940) v. 1885 - © Institut Pasteur