Некоторые из величайших научных открытий не были удостоены Нобелевской премии.
Луи Пастер, живший с 1822 по 1895 год, возможно, является самым известным микробиологом в мире. Ему широко приписывают микробную теорию болезней и изобретение процесса пастеризации, названного в его честь, для сохранения продуктов. Примечательно, что он также разработал вакцины против бешенства и сибирской язвы и внес значительный вклад в борьбу с холерой.
Но поскольку он умер в 1895 году, за шесть лет до присуждения первой Нобелевской премии, этой премии нет в его резюме. Если бы он жил в эпоху Нобелевских премий, он, несомненно, заслужил бы одну из них за свою работу. Нобелевские премии, которые присуждаются в различных областях, включая физиологию и медицину, не присуждаются посмертно.
В нынешнее время постоянных угроз со стороны возникающих или вновь появляющихся инфекционных заболеваний, от COVID-19 и полиомиелита до оспы обезьян и бешенства, оглянуться на наследие Пастера внушает благоговейный трепет. Его усилия коренным образом изменили отношение людей к инфекционным заболеваниям и методам борьбы с ними с помощью вакцин.
Я работал в здравоохранении и медицинских лабораториях, специализирующихся на вирусах и других микробах, а также обучал будущих ученых медицинских лабораторий. Моя карьера началась в вирусологии с места в первом ряду, где я занималась выявлением и эпиднадзором за бешенством и зоонозными агентами, и во многом она основана на новаторских работах Пастера в области микробиологии, иммунологии и вакцинологии.
Во-первых, Пастер был химиком
По моему мнению, самым значительным вкладом Пастера в науку являются его выдающиеся достижения в области медицинской микробиологии и иммунологии. Однако его история начинается с химии.
Пастер учился у французского химика Жана-Батиста-Андре Дюма. В это время Пастер заинтересовался происхождением жизни и работал в области поляризованного света и кристаллографии.
В 1848 году, всего через несколько месяцев после получения докторской степени, Пастер изучал свойства кристаллов, образующихся в процессе виноделия, и обнаружил, что кристаллы встречаются в зеркально отраженных формах - свойство, известное как хиральность. Это открытие стало основой поддисциплины химии, известной как стереохимия, которая изучает пространственное расположение атомов внутри молекул. Эта хиральность или хиральность молекул была в то время «революционной гипотезой».
Эти результаты привели Пастера к подозрению в том, что позже будет доказано с помощью молекулярной биологии: все жизненные процессы в конечном итоге происходят из точного расположения атомов в биологических молекулах.
Вино и пиво - от ферментации к теории микробов
Пиво и вино имели решающее значение для экономики Франции и Италии в 1800-х годах. При жизни Пастера продукты нередко портились, становились горькими или опасными для питья. В то время научное понятие «самопроизвольного зарождения» заключалось в том, что жизнь может возникнуть из неживой материи, которая, как считалось, была виновником порчи вина.
В то время как многие ученые пытались опровергнуть теорию спонтанного зарождения, в 1745 году английский биолог Джон Тербервиль Нидхэм считал, что провел идеальный эксперимент в пользу спонтанного зарождения. Большинство ученых считали, что высокая температура убивает жизнь, поэтому Нидхэм провел эксперимент, чтобы показать, что микроорганизмы могут расти на пище даже после кипячения. Вскипятив куриный бульон, он поместил его в колбу, нагрел, затем закупорил и подождал, не понимая, что воздух может попасть обратно в колбу перед закупоркой. Через некоторое время микроорганизмы разрослись, и Нидхэм заявил о своей победе.
Однако у его эксперимента было два серьезных недостатка. Во-первых, времени кипячения было недостаточно, чтобы убить все микробы. И что важно, его колбы позволяли воздуху поступать обратно, что способствовало микробному заражению.
Чтобы уладить научную битву, Французская академия наук спонсировала конкурс на лучший эксперимент, доказывающий или опровергающий самозарождение. Ответом Пастера на конкурс стала серия экспериментов, в том числе получившее приз эссе 1861 года.
Пастер назвал один из этих экспериментов «неопровержимым и решающим», потому что, в отличие от Нидхема, после стерилизации своих культур он предохранил их от загрязнения. Используя свои теперь знаменитые колбы с лебединой шеей, у которых было длинное S-образное горлышко, он позволял воздуху поступать внутрь, в то же время предотвращая попадание падающих частиц в бульон во время нагревания. В результате колба оставалась свободной от роста в течение длительного периода времени. Это показало, что если воздух не пускать прямо в его кипяченые настои, то «живые микроорганизмы не появятся даже после месяцев наблюдения». Однако, что немаловажно, при внесении пыли появлялись живые микробы.
Благодаря этому процессу Пастер не только опроверг теорию самозарождения, но и продемонстрировал, что микроорганизмы были повсюду. Когда он показал, что пища и вино портятся из-за заражения невидимыми бактериями, а не из-за самопроизвольного зарождения, родилась современная микробная теория болезней.
Истоки вакцинации в 1800-х
В 1860-х годах, когда шелковая промышленность была опустошена двумя болезнями, поражающими шелкопрядов, Пастер разработал умный процесс, с помощью которого можно было исследовать яйца тутового шелкопряда под микроскопом и сохранять здоровые. Как и его усилия с вином, он смог применить свои наблюдения в отраслевых методах и стал чем-то вроде французского героя.
Даже с подорванным здоровьем после тяжелого инсульта, в результате которого он был частично парализован, Пастер продолжал свою работу. В 1878 году ему удалось идентифицировать и культивировать бактерию, вызывающую холеру птиц. Он признал, что старые бактериальные культуры больше не приносят вреда и что цыплята, вакцинированные старыми культурами, могут выжить при воздействии диких штаммов бактерий. А его наблюдение о том, что выжившие цыплята выделяют вредные бактерии, помогло установить важную концепцию, которая теперь слишком хорошо знакома в эпоху COVID-19: бессимптомные «здоровые носители» все еще могут распространять микробы во время вспышек.
После птичьей холеры Пастер обратился к профилактике сибирской язвы, широко распространенной чумы крупного рогатого скота и других животных, вызываемой бактерией Bacillus anthracis. Опираясь на свою собственную работу и работу немецкого врача Роберта Коха, Пастер разработал концепцию аттенуированных или ослабленных версий микробов для использования в вакцинах.
В конце 1880-х годов он вне всяких сомнений показал, что воздействие на крупный рогатый скот ослабленной формы вакцины против сибирской язвы может привести к тому, что сейчас хорошо известно как иммунитет, резко снижая смертность крупного рогатого скота.
Прорыв в создании вакцины против бешенства
В моей профессиональной оценке Луи Пастера открытие вакцины против бешенства является самым важным из всех его достижений.
Бешенство называют «самым дьявольским вирусом в мире», передающимся от животного к человеку через укус.
Работа с вирусом бешенства невероятно опасна, как процент после появления симптомов и без прививки. Благодаря проницательному наблюдению Пастер обнаружил, что высушивание спинного мозга мертвых бешеных кроликов и обезьян приводит к ослаблению формы вируса бешенства. Используя эту ослабленную версию в качестве вакцины для постепенного заражения собак вирусом бешенства, Пастер показал, что может эффективно иммунизировать собак против бешенства.
Затем, в июле 1885 года, Йозефа Мейстера, 9-летнего мальчика из Франции, сильно укусила бешеная собака. Поскольку Мейстеру грозила почти верная смерть, его мать отвезла его в Париж, чтобы увидеть Пастер, потому что она слышала, что он работает над разработкой лекарства от бешенства.
Пастер взялся за дело и вместе с двумя врачами сделал мальчику серию инъекций в течение нескольких недель. Мейстер выжил, а Пастер потряс мир лекарством от универсально смертельной болезни. Это открытие открыло двери для широкого использования пастеровской вакцины против бешенства примерно в 1885 году, которая резко снизила смертность от бешенства среди людей и животных.
Жизнь, достойная Нобелевской премии
Пастер однажды сказал в своей лекции: «В области наблюдения случай благоволит только подготовленному уму».
Пастер умел применять свой блестящий и подготовленный научный ум для решения самых практических дилемм, с которыми сталкивается человечество.
Хотя Луи Пастер умер до учреждения Нобелевской премии, я бы сказал, что его удивительная жизнь, полная открытий и вклада в науку в области медицины, инфекционных заболеваний, вакцинации, медицинской микробиологии и иммунологии ставит его в число величайших людей всех времен. ученые.
Родни Э. Роде - регентский профессор клинических лабораторных исследований Техасского государственного университета. Он получил финансирование от Американского общества клинических патологов (ASCP), Американского общества клинических лабораторных исследований (ASCLS), Министерства труда США (OSHA) и других государственных и частных организаций/фондов. Роде является членом ASCP, ASCLS, ASM и входит в несколько научных консультативных советов.