Koch, Pasteur, une rivalité avec des microbes comme figurants

 Koch & PasteurLes antagonismes entre scientifiques n’est pas quelque chose de rare mais dans le cas de Louis Pasteur (1822-1895) et Robert Koch (1843-1910) cela a été particulièrement virulent.  Il y a plusieurs raisons qui pourraient expliquer l’animosité féroce qui s’est développée entre ces deux fondateurs de la microbiologie. Pasteur était un fervent patriote et ne pardonnait pas aux Allemands d’avoir arraché à la France l’Alsace-Lorraine après la guerre de 1870. Pasteur retourna, en 1871, le doctorat honorifique qu’il avait reçu de l’Université de Bonn. Koch, qui était vingt ans plus jeune que Pasteur, avait servi dans l’armée allemande en tant que médecin, ce qui n’aidait pas.  Pasteur, un fervent de la chimie appliquée n’avait pas la même approche que celle de Koch qui elle, était plus théorique. Mais surtout aucun des deux ne parlait le langage de l’autre ce qui rendait les communications difficiles.

L’intérêt de Louis Pasteur pour les maladies infectieuses découla naturellement de ses travaux démontrant que  la “génération spontanée” n’existe pas si  les germes sont exclus du médium étudié.  Une observation impliquant que la présence de germes est la cause de contamination, et de maladie, et non la conséquence comme on le pensait. Cette découverte, en fin de compte  changea complètement les pratiques médicales de l’époque avec l’introduction de la stérilisation et de l’asepsie.

À partir de 1860 Pasteur étendit son champ d’action pour étudier les liens qui existeraient entre différentes maladies infectieuses et certains microbes. C’est à cette occasion que son parcours croisa celui de Koch. En 1873 ce dernier, grâce des techniques de microscopie innovantes qu’il avait développées, avait observé des structures en forme de bâtonnets dans le sang de moutons qui étaient morts de la maladie du charbon (anthrax en anglais). Après avoir obtenu des cultures pures de bactérie “bacillus anthracis” il les injecta dans des souris saines qui développèrent ensuite malade; la preuve de la relation de cause à effet entre la bactérie et la maladie fut ainsi établie.

Entre 1878 et 1880 Pasteur publia plusieurs articles sur la maladie du charbon en particulier sur le concept d’immunisation. Il démontra qu’il était possible de protéger des moutons de la maladie du charbon en les injectant avec des formes “atténuées” de la bactérie. Un concept développé cent ans plus tôt par Edward Jenner avec son “vaccin” contre la variole. Mais l’idée que l’on pouvait changer la nature d’une bactérie était complètement inacceptable pour Koch. En 1881 lui et ses étudiants publièrent plusieurs articles attaquant violemment Pasteur. Ils l’accusèrent d’avoir utilisé des cultures bactériennes impures et, n’étant pas médecin, d’avoir improprement inoculé les animaux. Entre autre ils y déclarèrent “…au sujet des causes de la maladie du charbon il y a peu de nouveau dans les travaux de Pasteur et ce qui est nouveau est erroné … on peut dire que jusqu’à présent les travaux de Pasteur sur  la maladie du charbon ne valent absolument rien. “

Pasteur répondit en détail aux critiques de Koch au 4ième Congrès international d’hygiène et de démographie qui s’est tenu à Genève en septembre 1882. Koch, auréolé de sa découverte récente du bacille de la tuberculose était au premier rang lorsque Pasteur présenta son discours sur l’atténuation des bactéries. La réaction de Koch fut particulièrement agressive mais cette fois il y avait une raison supplémentaire. Le professeur Lichtheim qui était assis à côté de Koch traduisait au fur et à mesure le discours de Pasteur. Dans son discours Pasteur  avait décrit l’ensemble des travaux de Koch en les présentant comme un “recueil allemand”.  Ce que Lichtheim, ayant mal compris, avait traduit comme “orgueil allemand”!

Pasteur et Koch avaient deux visions différentes sur les moyens nécessaires pour protéger les populations des maladies infectieuses.  Pour Koch cela passait par des mesures d’hygiène rigoureuses alors que Pasteur lui préconisait surtout la vaccination. Avec le recul du temps on peut voir que les deux scientifiques avaient raison. La vaccination a permis de contrôler de multiples maladies comme la variole et la polio; la situation avec l’épidémie d’Ébola qui fait rage en Afrique Occidentale souligne l’importance de l’hygiène…en attendant qu’un vaccin soit développé.

Professeur Ariel Fenster
Organisation pour la science et la société de l’Université McGill
Montréal, Canada
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La dissymétrie, c’est la vie…

95e36/bean/1672/275c6Cette phrase, attribuée à Pasteur, illustre une de ses plus grandes découvertes. Dans les années 1840, alors qu’il débutait sa carrière scientifique, Pasteur jeta les bases de la stéréochimie – la chimie en 3-D – en expliquant pourquoi deux molécules présentant le même nombre d’atomes et les mêmes connectivités entre leurs atomes pouvaient avoir des propriétés différentes.

Comme l’histoire se passe en France, il n’est pas surprenant qu’elle fasse intervenir le vin. Les scientifiques de l’époque avaient isolé deux formes cristallines d’une molécule du vin, l’acide tartrique. L’une, très courante, est celle que l’on retrouve souvent au fond de son verre lorsqu’on a ouvert une vieille bouteille. Poétiquement, les œnologues appellent ces cristaux, les « diamants du vin ». Les scientifiques, pour leur part, leur avaient plus prosaïquement donné le nom de tartrate. Mais une autre forme – plus rare, celle-là – existe aussi. On la retrouve parfois, non dans les bouteilles, mais au fond des barils. D’abord appelée acide racémique (de racémus, grappe de raisin), on rebaptisa du nom de paratartrate cette forme cristalline. Les deux formes avaient les mêmes propriétés chimiques, mais différaient l’une de l’autre à l’égard de la lumière polarisée, soit la lumière dont les vibrations électromagnétiques se font dans un seul plan au lieu d’être distribuées tout autour de l’axe de transmission. Une solution de tartrate permettait de faire dévier le plan de polarisation vers la droite, alors que, dans le cas du paratartrate, aucune déviation ne se produisait. Une énigme qui laissait les scientifiques perplexes et que le jeune Pasteur décida de résoudre.

Avec une intuition de génie, il postula que le paratartrate est, en fait, composé de deux formes cristallines asymétriques, dont l’une est l’image miroir de l’autre (voir ci-contre). L’une des formes était le tartrate, mentionné plus haut, dont une solution fait dévier la lumière polarisée vers la droite (la forme dextrogyre). Une solution de l’autre forme, dite lévogyre, fait dévier la lumière polarisée vers la gauche. Ces deux formes étant présentes en quantités égales dans le paratartrate, cela explique pourquoi aucune déviation de la lumière polarisée n’est observée. Travaillant au microscope, Pasteur vérifia non seulement que les deux formes cristallines étaient présentes, mais il les sépara laborieusement en deux piles distinctes. Et comme il l’avait prédit, une des piles donna une solution lévogyre, et l’autre, une solution dextrogyre. Il démontra par ailleurs que les cristaux de la solution dextrogyre étaient identiques à ceux du tartrate et qu’une solution des deux cristaux présents en quantités égales ne faisait pas dévier la lumière polarisée.

Grâce à cette expérience, Pasteur jeta les bases de la dissymétrie moléculaire. Certaines molécules identiques sous tous les autres points peuvent exister en deux formes, dites énantiomères, qui sont des images l’une de l’autre dans un miroir. Il faut dire que la chance avait souri à Pasteur pour cette découverte. Tout d’abord, il est rare qu’à l’instar de l’acide tartrique, des énantiomères cristallisent sous deux formes visiblement distinctes. D’autre part, heureusement que le laboratoire de Pasteur n’était pas chauffé, car, à plus haute température, il ne lui aurait pas été possible de distinguer les deux formes de paratartrate. Lorsqu’on fit la remarque à Pasteur qu’il devait sa découverte à la chance, ce dernier répondit de manière appropriée : « La chance ne sourit qu’aux esprits bien préparés. » *

À la suite de sa découverte, Pasteur se laissa aller à des considérations plus philosophiques que scientifiques. La dissymétrie devint un acte de foi. Pour lui, la dissymétrie, incarnation de la vie, serait créée par des forces cosmiques qui agiraient sur l’Univers. Dans cette lancée, il mena des séries d’expériences dans le but de créer la vie à partir de substances dissymétriques. Heureusement, ses travaux lui permirent de se rendre compte qu’il était impossible d’engendrer la vie dans ces conditions. Une observation qui lui permit plus tard de faire les expériences qui mirent fin à la théorie de la génération spontanée.

La théorie de Pasteur voulant que la dissymétrie soit seulement le produit du vivant est aujourd’hui contredite par l’existence de nombreuses molécules qui, bien produites en laboratoire, sont dissymétriques et qui peuvent donc exister sous des formes énantiomèriques (images-miroir). Comme nous l’avons précisé plus haut, ces paires énantiomèriques ont les mêmes propriétés chimiques. Mais ce n’est pas le cas lorsqu’elles réagissent avec des espèces qui sont elles-mêmes dissymétriques. Un concept important dans le mode de fonctionnement de beaucoup de médicaments.

Imaginez que le médicament en question soit une clef. Pour produire l’effet désirable, cette clef doit ouvrir une porte fermée par une serrure. Mais la clef doit avoir la bonne symétrie pour pénétrer dans la serrure. L’image miroir de la clef ne fonctionnerait pas. Alors que la nature est très efficace pour produire des énantiomères cent pour cent purs (la bonne clef), les chimistes de l’industrie pharmaceutique, eux, produisent normalement un mélange à parts égales des deux énantiomères (deux clefs). De façons imagées, on peut dire que les deux formes de clefs sont créées, alors que seulement l’une d’entre elles est efficace. Ceci peut être un problème lorsque l’autre clef (image-miroir) ouvre d’autres portes qui, elles, sont responsables d’effets secondaires. Pour éviter ces problèmes, il y a toute une branche de l’industrie pharmaceutique qui se consacre à imiter la nature et à créer seulement l’énantiomère (la clef) désiré de la molécule.

Dans le cas de la thalidomide, sujet que j’ai couvert la semaine dernière, la molécule est dissymétrique et existe donc sous la forme de deux énantiomères, un dextrogyre, l’autre lévogyre. Ce que l’on ne savait pas à l’époque, c’est que seul l’énantiomère lévogyre est tératogène et que les propriétés sédatives du médicament sont dues à la forme dextrogyre. Ce qui a amené certaines personnes à penser, à tort, que si seule la forme dextrogyre avait été employée, la tragédie n’aurait pas eu lieu. En fait, in vivo, il y a introconversion. Les deux énantiomères sont éventuellement présents et, malheureusement, le résultat aurait été le même.

_______________ *Une autre citation de Pasteur que certains apprécieront : « Il y a plus de philosophie dans une bouteille de vin que dans tous les livres ».

Ariel Fenster

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