Înapoi la pagina : Informaţii medicale

Antibioza şi antibiograma

Autori : Prof. dr. Petre Calistru, medic primar Boli infecţioase şi tropicale, doctor în ştiinţe medicale, Prof. univ. Universitatea de Medicină şi Farmacie "Carol Davila", Bucureşti şi Prof. dr. Radu Iftimovici, Prof. univ., membru al Academiei de Ştiinţe Medicale

Când un romancier modelează istoria ştiinţei

În 1959, în epoca de entuziasm debordant al tratamentului cu penicilină şi streptomicină, când lumea îşi închipuia că bolile infecto-contagioase au fost învinse definitiv şi când rezistenţa bacteriană era aproape necunoscută, André Maurois lansa bestseller-ul "La vie de Sir Alexander Fleming". Cartea scrisă cu talent îl ridica pe Alexander Fleming la rangul de "uriaş binefăcător al omenirii". În parte, aserţiunile lui Maurois se bazau pe un adevar : în 1928 bacteriologul englez observase antagonismul dintre ciuperca microscopică penicillium şi stafilococi şi a dedus ca respectiva ciupercă este "duşmanul natural al unor specii de bacterii, că posedă în structura sa o substanţă difuzibilă (penicilina). Fleming a presupus încă de atunci că, purificată de chimişti, penicilina va putea să devină o armă eficace împotriva unor germeni bacterieni.

Aşadar, să reţinem anul descoperirii penicilinei de către Alexander Fleming (în anul 1928), precum şi anii 1935 - 1939, perioada în care biochimistul Howard Walter Florey şi colaboratorii săi de la Universitatea din Oxford au purificat penicilina natural şi au transformat-o într-un "elixir al vieţii". Alexander Fleming, Howard Walter Florey şi Ernst Boris Chain au fost distinsi cu Premiul Nobel în anul 1945 cu menţiunea "pentru descoperirea şi purificarea penicilinei şi pentru evidenţierea efectelor curative ale acesteia în bolile infecţioase".

În biografia romanţată despre Fleming, André Maurois a acreditat ideea după care descoperirea antagonismului dintre penicillium şi stafilococi a fost o simplă întâmplare, fericită, desigur, dar, hazard pur; ceva de genul "lui Newton i-a căzut un măr în cap şi astfel a descoperit gravitaţia".

Ciudat este că şi profesorul Christian Brechot, actualul director al Institutului Pasteur din Paris, de la care ne-am fi aşteptat să cunoască în profunzime opera patronului său ştiinţific, nu pomeneşte despre meritul lui Pasteur în descoperirea antagonismului bacterian, cunoscut în anii 1884 - 1890, sub numele de "concurenţă vitală a microorganismelor".

Care este, de fapt, adevărul istoric ?

Descifrându-l după documentele vremii dintre anii 1882 - 1885, constatăm că descoperirea şi prima semnalare scrisă a concurenţei vitale din lumea microorganismelor - ca fenomen al naturii şi participant în dinamica evoluţiei - poartă semnăturile lui Louis Pasteur şi Julles Joubert unul dintre discipolii săi.

Pasteur şi Joubert au descris antagonismul bacterian în 1877, cu 51 de ani înainte ca Alexander Fleming să-l semnaleze pe cel dintre stafilococ şi ciuperca microscopica penicillinum. Este de precizat că Pasteur şi Joubert nu au dedicat "concurenţei vitale a microorganismelor" o lucrare specială, ci doar o menţiune de câteva rânduri, cvasipierdută în "stufărişul" de cercetări şi consideraţii ce privea infecţia omului şi animalelor cu bacilul antraxului. Ca o simplă constatare, Pasteur şi Joubert semnalau un fapt ciudat : bacilii antraxului cresc şi se dezvoltă bine într-o urină sterilă; ei sunt în schimb opriţi să se multiplice într-o urină deja infectată cu alti microbi. Pasteur este cel care a numit acest fenomen "concurenţă vitală a microorganismelor" şi a explicat-o simplist : "lucrurile se petrec ca într-o grădină unde buruienile, crescând, inhibă creşterea florilor". În fond, era o explicaţie darwinistă : lupta pentru principiile nutritive. Reieşea, extrapolând, că microbii din urina infectată, respectiv stafilococii, streptococii sau alţi germeni consumă rezervele de hrană, condamnându-i pe microbii antraxului la "moarte prin inaniţie". O atare părere a rămas în istoria ştiinţei sub numele de "Teoria mediului epuizat în substanţe nutritive".

Cele câteva rânduri din comunicarea semnată de Pasteur şi Joubert au trecut neobservate în cei şase ani care s-au scurs între 1877 şi 1883. Nimeni, din ţările dezvoltate, în care publicatiile Academiei de Ştiinte din Paris erau citite cu nesaţ, nu a sesizat ce "comoară" se ascunde în modesta şi aparent insignifianta observaţie a celor doi savanţi francezi (ciudat, niciunul nu era medic : Pasteur era chimist, iar Joubert fizician).

Confirmând o altă aserţiune a lui Pasteur, "Norocul nu surâde decât spiritelor pregătite", tânarul Victor Babeş, abia trecut de 29 de ani - deşi ocupat "până peste cap" cu diferite "ispite intelectuale" ale patologiei infecţioase şi anatomiei patologice ce aveau să constituie în 1885 tratatul Les Bactèries, scris împreună cu profesorul André Victor Cornil (primul tratat de microbiologie medicală aparut vreodată) - a reţinut şi a meditat cu sagacitate la fenomenul antagonismului dintre bacterii.

Victor Babeş a fost aşadar cel de-al doilea om de ştiinţă (după Pasteur şi Joubert, consideraţi o unitate şi cronologie de gând), care a înţeles că respectiva concurenţă poate deschide orizonturi largi în cunoaşterea biologiei microorganismelor şi mai ales în terapia antimicrobiană. Astfel, încă din anul 1883 el s-a hotarât să modeleze în laboratorul său parizian acest fenomen. Nu a fost vorba de o simplă reproducere a observaţiilor pasteuriene, ci de un plan vast de cercetări dedicate antagonismului dintre mai multe specii de bacterii. Dacă Pasteur şi Joubert s-au referit doar la antagonismul dintre bacilul antraxului şi unii germeni comuni, Victor Babeş a inclus în investigaţiile sale, alături de Bacillus anthracis şi alte specii bacteriene, precum Bacillus prodigiosus, Micrococcus indicus, Pasteurella avium etc. Studiind "indiferenţa" sau dimpotriva "duşmănia" dintre diferitele specii de microorganisme, tânărul cercetător român a dovedit în premieră că antagonismul bacterian nu este doar un fenomen particular ce ţine de relaţia dintre bacilii antraxului şi microbii comuni, ubicuitari, ci este un fenomen larg răspândit în natură. Mai mult, cu peste 50 de ani înainte de descoperirea penicilinei şi 60 de ani înaintea aplicării ei în terapie, Babeş preciza că : "De tout façon, ces recherches montre qu’une bactérie donnée empêche le developpement d’une autre espèce. L’étude continuée et généralisée de cette action réciproque des bactéries, les unes vis à vis des autres, pourra conduire à des données thérapeutiques".

Iată, aşadar, o invitaţie cât se poate de clară pentru continuarea şi aprofundarea fenomenului de antibioză, în scopul aplicării acesteia în combaterea bolilor infecto-contagioase care, în acel timp, făceau ravagii atât la oameni, cât şi în aglomeraţiile de animale. În legatură cu aceste cercetări ale lui Victor Babeş din deceniul 1883 - 1893 sunt de făcut două precizari importante.

Prima precizare şi cea mai importantă este ca Louis Pasteur şi Julles Joubert s-au limitat în 1877 la o simplă semnalare a existenţei concurenţei vitale. Ei au abandonat subiectul, nu au trecut la reproducerea fenomenului în laborator fiindcă nu au sesizat vastitatea acestuia în natură.

Victor Babeş, dimpotrivă, este primul în lume care a modelat experimental antagonismul bacterian, arătând cu această ocazie că explicaţia producerii sale nu este faptul că una dintre speciile bacteriene "fură" şi epuizează mediul nutritiv, condamnând-o la pieire pe concurentă, ci faptul că una ori alta dintre speciile bacteriene secretă în mediul de cultură o anumită substanţă, care, asemenea unei toxine, inhibă dezvoltarea concurenţei. Lupta dintre speciile bacteriene ori dintre fungi şi bacterii se dă cu arme chimice. Aceste "arme chimice" au fost numite ulterior antibiotice şi nu putem decât să admirăm clarviziunea omului de ştiinţă român care aprecia atunci (1885) că "va veni o vreme când chimiştii vor reuşi să purifice aceste substanţe difuzibile (antibioticele naturale n.n.), utilizându-le cu succes în terapie". Victor Babeş a continuat şi după stabilirea sa la Bucureşti, în 1897, cercetările dedicate antibiozei. Evident, maladia cea mai de temut în această perioadă fiind tuberculoza, investigaţiile sale terapeutice s-au îndreptat în această direcţie. Din păcate, aceste cercetări clinice şi de laborator, întreprinse între 1886 - 1888, împreună cu colegul său Emil Cavaler de Puşcariu (1859 - 1928), profesor la Facultatea de Medicină din Iaşi, nu au adus rezultatele scontate. Astfel, după anul 1890, Victor Babeş a abandonat studiul antibioterapiei, în favoarea altor teme de cercetare ce păreau pe atunci deosebit de importante : profilaxia turbării, a pelagrei, a leprei, studiul unor neoplazii al unor boli parazitare la animale (Babesiozele) etc.

A doua precizare, metodologică, se referă la inventarea de către Babeş a antibiogramei difuzimetrice (1883 - 1885), metodă de lucru aproape neschimbată până în zilele noastre. Afirmaţia pare paradoxală. Cum "antibiogramă" cu şase decenii înainte de intrarea în uz a primului antibiotic operant : penicilina ?

Dacă urmărim modul în care a procedat Babeş pentru testarea stării de antagonism dintre microorganisme, înţelegem cu uşurinţă că el este cu adevărat inventatorul antibiogramei. Mai întâi, recipientul în care avea loc reacţia era o cutie rotundă de sticlă cu capac, cunoscută în prezent pretutindeni în lume sub numele de cutii sau plăci Petri. Ele poartă numele bacteriologului german Julius Richard Petri (1832 - 1921), un elev al lui Robert Koch şi care, se zice, le-ar fi inventat în 1887. În realitate, este destul să răsfoim două dintre publicaţiile pariziene ale lui Victor Babeş (articolul despre concurenţa dintre bacterii din 1885 şi mai ales ediţia a II-a a cărţii Les bactéries din 1886), pentru a găsi descrise şi desenate acele cutii de sticlă, inventate de fapt de către cercetătorul român încă din 1882, cu cinci ani înaintea descrierii lor de către bacteriologului Julius Richard Petri.

Victor Babeş scria în 1886 : "Am comandat unui sticlar nişte cutii mari, circulare, din sticlă, închise cu capac. Ele au fost sterilizate şi apoi umplute cu agar-agar. Aparatul a fost apoi sterilizat de trei ori la etuvă, fiind strâns cu un inel de cauciuc, ca să se închidă bine...". Cine ar mai putea astfel contesta prioritatea acestei invenţii, făcute publice într-un tratat francez cu largă circulaţie ? Numai prestigiul enorm al şcolii lui Robert Koch a făcut ca aceste cutii, absolut indispensabile şi azi, să poarte numele lui Petri şi nu cel al lui Babeş.

Este apoi metodologia antibiogramei, procedeu inventat de savantul român, încă din 1882 - 1883.

Victor Babeş a însămânţat, cu o ansă de platină sterilizată, un anumit microb, făcând iniţial un cerc (vezi imaginea). A pus cutia de sticlă la termostat (370C) şi a aşteptat cinci - opt zile, timp în care microbii însămânţaţi în cerc s-au dezvoltat, cultura "în cerc" devenind vizibilă. "După aceea, scrie Babeş, se însămânţează în striuri puţin întinse paralele cu cercul iniţial, alte câteva specii de bacterii... Dacă primul striu, cel mai apropiat de marele cerc, se dezvoltă normal, înseamnă că acea cultură bacteriană nu este deloc stânjenită de bacteriile ce au crescut iniţial pe cercul mare. Dacă, dimpotrivă, există o influenţă nocivă a bacteriilor de pe cercul iniţial asupra culturii însămânţate în striuri, vom putea aprecia la ce distanţă se exercită această influenţă, prin numărul de striuri, a căror dezvoltare a eşuat".

Pentru a înţelege mai uşor modul în care tânărul savant român de numai 29 de ani a inventat principiul antibiogramei şi a realizat-o în fapt, reproducem în figura de mai jos schema metodei, fără de care niciun tratament antiinfecţios nu poate fi conceput în medicina contemporană.

Aşa cum se observă, şi cum Babeş însuşi menţionează, metoda permitea încă din anii 1884 - 1885 să se aprecieze, calitativ şi cantitativ (prin măsurarea distanţei de inhibiţie) gradul de "duşmănie" reciprocă (antagonism) la o multitudine de specii microbiene. Este clar că Babeş oferise medicinei moderne antibiograma cu 55 de ani mai înainte ca biochimistul englez Norman George Heatley, unul dintre colaboratorii lui Howard Walter Florey de la William Dunne Institut din Oxford să "citească", folosind exact metoda lui Babeş, antagonismul dintre penicillium notatum şi stafilococul auriu, tulpina Oxford.

---

În imaginea B. se observă că în timp ce speciile microbiene a şi b nu sunt inhibate de dezvoltarea bacteriei însămânţată pe cercul mare, speciile c şi d sunt inhibate în creştere de substanţele difuzabile emise de bacteria x.

---

In experienţele din anii 1938 - 1942, specialiştii britanici au pus "cercul" mare soluţie de penicilină, iar striurile concentrice conţineau, exact ca în metodologia Babeş, diverse tulpini bacteriene la care se cerceta susceptibilitatea faţă de penicilină.

În ciuda faptului că laureaţii Nobel pentru penicilină din 1945, Fleming, Florey şi Chain, nu i-au citat precursorii, lăsând să se creadă că întreaga problematică a antibiozei este proprietatea lor, numeroşi alţi cercetători, de data aceasta probi, au recunoscut meritul lui Victor Babeş ca pionier şi inovator în domeniu şi mai ales ca valorificator al unei simple observaţii pasteuriene care, fără tânărul bănăţean de 28 de ani "avec son ésprit preparé" s-ar fi pierdut în neant.

De altfel, în istoria antibiozei, în cei 46 de ani scurşi între experimentele prioritare ale lui Victor Babeş şi penicilina lui Alexander Fleming (1883 - 1929), în acest domeniu au fost aduse şi alte contribuţii care au statuat antagonismul dintre microorganisme drept o lege a evoluţiei în natură. De reţinut faptul că şi alţi români au făcut încercări de antibioterapie; îl cităm aici doar pe internistul Nicolae Gheorghe Lupu, care a încercat încă din 1912, să trateze tuberculoza cu antibioticul pyocianoza, preparat de profesorul veterinar bucureştean Paul Riegler după metoda germanilor Rodolph Emmerich şi Oscar Loew. Din păcate, rezultatele au fost negative. Cum se ştie, prima armă cu eficacitate în infecţia cu bacilul Koch nu avea să apară decât după trei decenii (streptomicina lui Selman Abraham Waksman, 1943).