Mikrobiologiaren historia

Mikrobiologia zientifikoa XIX. mendearen bigarren erdialdean jaio zen, Pasteurren eta Kochen ekarpenei esker

Mikrobiologiaren historiaz jarduterakoan aintzat hartu behar da zientziaren adar guztiekin gertatu den bezala mikrobiologiaren garapena pentsamendu arrazionalistaren eta metodo zientifikoaren garapenari lotuta joan dela. Baina mikrobiologiaren ikerketa-eremua mikrobioak izanik, hots, giza begiarentzat ikusezinak diren izaki bizidunak, logikoa da zientzia honen abiapuntua mikroskopio optikoaren aurkikuntza izan zela uste izatea. Tresna horri esker, mikrobiologiaren aitzindariek ordura arte guztiz ezezaguna zen unibertso berri bat ikusi ahal izan zuten, nonahi zeuden animalkulu ñimiñoez osatua: uretan, lurzoruan, hondakin organikoetan eta baita geure gorputzean ere. Egia esan, mikroskopio optikoaren aurkikuntzak, XVII. mendean, ikerketa-eremu berri bat ireki zuen Biologiaren baitan, baina mikrobiologia ez zen zientzia gisa garatu bi mende geroago arte., XIX. mendearen amaiera aldera arte . Horren arrazoia da mikroskopioaz gain oinarrizko teknika batzuk ere garatu behar zirela, mikroorganismoak laborategian ikertu ahal izateko beharrezkoak. Horrenbestez, ia 200 urte pasatu ziren mikroskopioaren asmakizunetik XIX. mendeko bigarren erdialdera arte, non mikrobiologiaren bi erraldoi handik, Louis Pasteur-ek eta Robert Koch-ek, mikrobiologia zientifikoaren oinarriak jarri baitzituzten.

Gaixotasun infekziosoek gizateria betidanik lagundu arren, iraganean izurrite beldurgarriak eraginez (adibidez, izurri bubonikoak 50 milioi pertsona inguru hil zituen Europan, biztanleriaren ia erdia, XIV. mendean ), mikrobioak ez ziren gaixotasun infekziosoekin lotu XIX. mendearen bigarren erdira arte, Pasteurrek eta Kochek mikrobiologia zientifikoaren oinarriak ezarri zituzten arte. Data horren aurretik, gaixotasun infekziosoak miasmek eragiten zituztela suposatzen zen, hau da, materia organikoaren deskonposizioaren ondorioz kutsatutako aireak . Adibidez, “malaria” hitza italieratik dator, “mala aria”, hau da, aire txarra. Beste teoria batzuek proposatzen zuten fluido organikoen desorekek gaixotasun infekziosoak sortzen zituztela, eta hipotesi zentzugabeagoak ere planteatzen ziren, naturaz gaindiko indarrek gaitz horien jatorrian kokatuz.

Bestalde, mikroorganismoak XVII. mendera arte behatu ez baziren ere, eta XIX. mendearen erdialdera arte gizakia haien garrantziaz jabetu ez bazen ere, gizateriak milaka urte daramatza horietaz baliatzen. Jogurta, gazta, ogia edo ardoa elikagaien hartzidura mikrobiarren emaitza dira. Gure urruneko arbasoek ez zituzten mikrobioak ezagutzen, baina ondo ezagutzen zituzten esnetik edo mahatsaren muztiotik gazta edo ardoa lortzeko prozesuak, hurrenez hurren.

Mikrobiologiaren garai aurre-zientifikoa

Mikrobiologiaren etapa aurre-zientifikoa XVII. mendean hasi zen, mikroskopioa agertu zenean eta mikroskopioaren bidez lehen mikroorganismoak behatu zirenean. Lehen mikroskopio optikoak XVII. mendearen hasieran agertu ziren: leiar objektibo bat ,behatu beharreko laginetik gertu dagoena, eta leiar okularra, benetako irudia ikusteko, zituzten. Ez da ezagutzen bere asmatzailea, baina askok Zacharias Jansenni egozten diote. XVII. mendean bi aitzindari izan ziren mundu biologikoaren behaketa mikroskopikoan: Robert Hooke britainiarra eta Anton van Leeuwenhoek holandarra. Modu independentean lan eginez, aurkikuntza nabarmenak egin zituzten Biologiaren arloan.

Hookek (1635-1703) mikroskopio konposatu batekin egindako ikerketek izaki bizidunen egitura zelularra aurkitzera eraman zuten. Zelula terminoa Hookek berak proposatu zuen, berak aztertutako landareak osatzen zituzten oinarrizko egiturei erreferentzia egiteko.

Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) herbeheretarra izan zen mikrobioak estreinakoz ikusi zituena. Berak ehunak saltzen zituen, eta ehunen kalitatea aztertzeko lupa asko asmatu zituen . Horietako batzuk asko sofistikatu zituen. Bi aurpegi ganbiletako lenteak erabiliz, irudi bat ia 300 aldiz handiagotzea lortu zuen, protozoo eta bakterioak ikusteko eta deskribatzeko aukera eman ziona. Robert Hooken aldean, van Leeuwenhoek-ek ez zuen mikroskopio konposatu batekin lan egin, mikroskopio bakunarekin baizik, lente bakar batekoa. Horrek merezimendu handiagokoa bihurtzen du bere lana, tramankulu apal horrekin zehaztasun handiko behaketak egitea lortu baitzuen.

Kalkuluen arabera, Van Leeuwenhoek-ek 400 mikroskopio sinple inguru sortu zituen bere bizitzan zehar . Batzuk egoera onean mantentzen dira oraindik museo ezberdinetan. Horietako batzuekin mikrobioen munduari buruzko ikerketak hasi zituen 1670 inguruan. Lehenik eta behin, urmael bateko tanta batean izaki txiki asko mugitzen ari zirela ikusi zuen, eta animalkuluak deitu zien . Lertzoan edo lurzoruko partikuletan ere aurkitu zituen. Horien artean hainbat bakterio eta protozoo zeuden, Giardia kasu, bere gorozkietan aurkitu zuena. Van Leeuwenhoekek xehetasunez idatzi eta marraztu zituen bere aurkikuntza guztiak, eta 1675 inguruan horien berri eman zizkion Londresko Royal Society ospetsuari, oso marrazki zehatzak bidaliz.

Van Leeuwenhoekek marrazturiko animalkuluak.

Geroago beste ikertzaile batzuek modu independentean baieztatu zuten Van Leeuwenhoeken oharrak zuzenak zirela.

Holandako merkatariak bere ikerketekin jarraitu zuen eta Londresko Royal Society-ra txosten gehiago bidaltzen jarraitu zuen hurrengo urteetan. Listua, kortxoa, landareen hostoak, esperma, gernua, behi-simaurra, hortzetako lertzoa eta abar aztertu zituen. Lagin horietako askotan aipatutako animalkuluak aurkitu zituen. Gainera, bakterioak eta protozooak ez ezik, espermatozoideak edo globulu gorriak ere deskribatu zituen, adibidez . Bere lan zehatzak eta metodikoak saria jaso zuen, eta Royal Society-k 1684an bere lan guztiak argitaratu zituen. Ez hori bakarrik, aurretik, 1680an, Van Leeuwenhoek izendatu zuen elkarte ospetsu horretako kide (nahiz eta berak ingelesez ez jakin) .

Hau da ikertzaile holandarrak Royal Society-ra bidali zuen testuetako bat, bere aurkikuntzak lertzo lagin batean jakinaraziz

«

Nire hortzak normalean oso garbi mantentzen diren arren, nire leiarraren bidez aztertu nituenean materia zuri bat ikusi nuen, hezetutako irin baten antzekoa. Irin horren zati bat hartu eta euri-ur garbiarekin eta nire listuarekin nahastu nuen. Orduan, harridura handiz, materia horretan animalia txiki biziak ikusi nituen, beren kabuz modu bitxian mugitzen zirenak. Azkar eta arin mugitzen ziren, eta uretan edo listuan zehar irristatzen ziren, lutxoak uretan zehar egiten duen bezala. Beste animalkulu batzuk ere ikusi nituen, zibotak bezala biratzen zutenak. Hirugarren animalkulu mota batek forma zehaztugabea zuen, ondo definitu ezin izan nuena, eta eltxo-multzo bat bezain azkar mugitzen ziren espazio txiki batean

»

XIX. mendera arte ez ziren mikroskopio hobeak sortu, eta horrek asko baldintzatu zuen mikrobiologiaren garapena. Bestalde, hasiera batean Van Leeuwenhoek-en lanak jakin-mina piztu arren, hurrengo urteetan animalkuluei buruzko interesa desagertu zen, eta bere ikerketek ez zuten jarraipenik izan. Azkenik, mikrobioak laborategian aztertzeko teknikak (hazkuntza-inguruneen agerpena, besteak beste) ez ziren asmatu XIX. mendeko bigarren erdialdera arte. Horrek guztiak atzeratu egin zuen 200 urte gehiago mikrobiologiaren garapena, eta bere aitorpena irakasgai zientifikotzat.

1828an Christian Gottfried Ehrenberg naturalista alemaniarrak, bere mikroskopioarekin hainbat organismo mikroskopiko aztertuz, bakterio terminoa asmatu zuen, grezieraz “makila txikia” esan nahi duena . Ehrenberg mikrobiologiaren aitzindaria izan zen, ia 30 urtez ehunka protozoo (Euglena edo Paramecium, adibidez), diatomeak eta bakterioak deskribatu baitzituen.

Mikrobiologiaren sorrera zientzia gisa

Mikrobiologia zientifikoaren sorrera lotuta dago, ezinbestean, Louis Pasteurren eta Robert Kochen ikerketei. Bi zientzialari handi horiek, XIX. mendearen bigarren erdian, mikrobiologia modernoaren oinarriak jarri zituzten garrantzi handiko aurkikuntzak egiterakoan.

Louis Pasteur (1822-1895) kimikari frantziarra zen, esperimentu dotore batzuen bidez Leeuwnhoeken animalkuluek berebiziko garrantzia zutela eguneroko hainbat prozesu naturaletan frogatu zuena. Ordura arte, zientzialariak ez ziren jabetzen mikrobioen munduak duen garrantziaz, ez gaixotasunen sorreran, ez prozesu biokimikoetan, hala nola ardoaren edo esnekien ekoizpenera daramatenetan. Ehun urtetik behin agertzen den zientziaren erraldoi horietako bat izan zen Pasteur, intuizio aparta zuen zientzialaria, mikrobiologiaren arloan ekarpen ugari egin zituen aitzindaria: mikrobiologia industrialaren, immunologiaren eta mikrobiologia medikoaren oinarriak ezarri zituena.

Jarraian Pasteurrek egindako garrantzi handiko bi ekarpen azalduko ditugu: berezko sorkuntzaren teoriaren deskalifikazioa eta hartzidura mikrobiarren aurkikuntza.

Berezko sorkuntzari buruzko eztabaidak

Sakontzeko, irakurri: «Berezko sorkuntza»

Pasteurren aurretik zientzialariek uste zuten bizidunak materia ez-bizidunetik sor zitezkeela. Esaterako, harrak usteltzen ari den haragitik sortzen zirela. Hipotesi honi berezko sorkuntzaren hipotesi zeritzon.

Ikerlari batzuek, aldiz, zalantzan jartzen zuten berezko sorkuntzaren teoria. Deskonposatzen ari zen materia organikotik sortzen al ziren bizidunak (mikrobioak barne), ala bizidun eta mikrobio horiek ziren materia organikoa deskonposatzen zutena? Louis Pasteurrek garbi frogatu zuen galderaren bigarren zatian zegoela erantzuna.

Gaur egungo pentsamoldetik ikusita harrigarria da nola XIX. mendeko erdi aldera arte balio handiko zientzialari batzuek berezko sorkuntzaren teoriari eusten zioten. Adibidez, bitxia zaigu Van Helmont kimikari ospetsuak (kimika arloan XVII. mendean ekarpen garrantzitsuak egin zituena) arratoiak sortzeko errezeta bat plazaratzea, trapu zahar eta gari pixka bat pilatuz  :

«

Zorriak, kaparrak, arkakusoak eta zizareak gure errai eta iraizkinetatik sortzen dira. Gure jantzipean erabiltzen dugun izerdiz betetako arropa aho zabaleko ontzi batean elkartzen badugu, 21 egunen ondoren gariaren zahian zehar sartzen ari diren eflubioak aldatu egiten dira, hauek arratoiengatik aldatuz. Halakoak bi sexuetakoak ikus daitezke eta ohiko moduan sortutako beste batzuekin gurutza daitezke.

»

Hala ere, esperimentatzaile batzuk ausartu ziren berezko sorkuntzaren teoriari aurre egiten. Horietako lehena Francesco Redi italiarra izan zen. XVII. mendean frogatu zuen haragi zati bat gaza batekin estaltzen bazen, euliek arrautzak haragian jar ez zitzaten, ez zela “harrik” agertzen, berak modu zuzenean eulien larbekin lotu zituena. “Harrak” euliak haragia ukitzen zutenean bakarrik agertzen ziren. Geroago, XVIII. mendean, beste italiar batek, Lazzaro Spallanzanik, haragi infusio bat jarri zuen matraz batean, hermetikoki itxi zuen, hutsa sortuz, eta irakiteraino berotu zuen. Infusioa aztertu zuenean, hoztu eta egun batzuetara, ez zegoen mikroorganismorik. Matrazean zuloak egiten baziren, berriz, mikrobioak agertzen ziren infusioan.

Pasteurren esperimentuaren irudiak

1859an, Louis Pasteurrek eztabaida itxi eta berezko sorkuntzaren teoriaren faltsutasuna zientifikoki frogatu zuen.

Berezko sorkuntzaren aldekoek argudiatzen zuten materia organikoaren deskonposiziotik izaki bizidunak sortzeko airea behar zela. Francesco Rediren eta Lazzaro Spallanzaniren esperimentuak salatzen zituzten; izan ere, materia organikoa zuen ontzia ixtean, ez zen airea sartzen, eta, horrela, ezin zen ez mikrobiorik ez beste izaki bizidun txikirik agertu.

Esperimentu dotore baten bidez Luis Pasteurrek 1859an frogatu zuen ontzi batean zegoen eta irakin arte berotutako (zituen mikrobio denak hiltzeko) haragi salda bat, airearekin harremanetan zegoena, esteril eta mikrobiorik gabe jarraitzen zuen denbora mugagabean berotu ondoren. Hots, bertan ez ziren mikrobioak agertzen.

Pasteurrek zisne-lepoaren itxura zuten bi matraz erabili zituen bere esperimentuak burutzeko. Matraz horien lepoak oso luzeak ziren, eta gero eta meheagoak ahotik urrundu ahala, irekidura txiki batekin bukatuz; lepo horiek S itxura zuten. Matrazaren barnean haragi-salda (edo salda elikagarriaren) kopuru berdinak ipini eta irakiten jarri zituen, saldan egon zitezkeen balizko mikrobioak suntsitzeko. S itxurak airearen sarrera ahalbidetzen zuen eta, aldi berean, mikrobioen sarrera matrazean zegoen saldaraino oztopatzen zuen, mikrobioak lepoaren behealdean harrapatuta geratzen baitziren.

Egun batzuk geroago Pasteurrek matrazetako saldetan ez zegoela inongo mikrobiorik ikusi zuen, eta matraz bati S itxurako lepoa moztu zion. Irekitako matraz horretan mikroorganismo batzuk agertu ziren laster, bere lepoa mantendu zuen matrazak esteril ziharduen bitartean. Esperimentu zorrotz honekin berezko sorkuntzaren teoria baliogabetu zuen zientzialari frantziarrak

Horrela, Pasteurrek argi eta garbi bi gauza erakutsi zituen: lehenik eta behin, mikroorganismoen sorrera espontaneoa ez dela gertatzen, ezta airearen presentzian ere. Eta bigarrenik, mikroorganismoen hazkundeak eragiten duela materia organikoaren deskonposizioa . Bere esperimentuak Frantziako Zientzien Akademiara bidali zituen, eta hark 1860an balioetsi eta argitaratu zituen.

Berezko sorkuntzaren teoria baztertzean, frogatu zen mikrobioak ez direla berez agertzen, baizik eta, izaki bizidun guztiak bezala, beste zelula batzuetatik datozela.

Hartzidurak eta mikrobioak

Pasteurren beste ekarpen bat mikrobioek hartzidura prozesuetan duten funtsezko zeregina azpimarratzea izan zen.

Berak kontrakoa frogatu arte, bere garaiko zientziakideek uste zuten ardoa edo garagardoa sortzen zuten prozesuak (hots, hartzidura alkoholikoa) prozesu kimiko hutsak zirela. . Pasteurrek, aldiz, 1857tik aurrera eta hamar urtez, hartziduren fenomenoa sakon ikertu zuen, eta hartzidura laktiko eta alkoholikoaren egileak mikrobio batzuk zirela argi frogatu zuen. 1857an, esaterako, Lilleko ardogileek izan zuten arazo larri baten jatorria aurkitu zuen: haien upeletan, zorigaiztoko hartzidura laktiko batek ardoa hondatu egin zien. Pasteurren ikerketek hartzidura laktiko malapartatu horren atzean mikrobio batzuk zeudela agerian utzi zuten

Geroago, 1860an, hartzidura alhoholikoa legamia mota batzuei egotzi zien.

Ardoen gaitzak ikertuz jaiotzen ari zen mikrobiologia industrialari ekarpen baliotsuak egin zizkion. Garai hartan, Frantziako ardogileek kezkatuta zeuden beren ardoak, sarritan, hondatu egiten zirelako: zapore mikatza hartzen zuten eta ezin ziren merkaturatu. 1864an, honako hau esan zuen Pasteurrek Frantziako Zientzia Akademian:

«

“Agian, hartzigarri eta organismo mikroskopikoek (legamiak, onddoak, bakterioak) eragin ditzakete ardoen gaixotasunak, eta tenperatura jakin batzuetan eta airea dagoenean edo ez dagoenean ardoan hazten dira. Ni ondorio horretara iritsi naiz. ...”

»

Izan ere, Pasteurrek aurkitu zuen ardo azidoak edo garratzak eta garagardo mikatzak mikrobio kutsakorren hazkundearen ondorio zirela. Eta arazo hori konpontzeko metodo iraultzaile bat aplikatu zuen: tenperatura altuen bidez zorigaiztoko mikrobioak hiltzea. Ardoa minutu batzuetan 57º C-tan berotuz gero, ardoen “gaixotasun” horiek saihesten ziren. Pasteurizazioa jaio zen, elikagaien mikrobiologia irauliko zuen metodologia, ardoarekin ez ezik, garagardoarekin, esnearekin eta beste elikagai batzuekin aplikatuko dena, produktu horiek kontsumitzeko ziur bihurtuko dituena

Hartzidura butirikoaren inguruan lan eginez, Pasteur ohartu zen zenbait mikrobio oxigenorik gabe hazten zirela. Ordura arte uste zen izaki bizidun guztiek airea behar zutela bizitzeko. Pasteurrek aerobioa eta anaerobio terminoak asmatu zituen orduan.

Mikrobioak ikergai laborategian

Hazkuntza-ingurune solidoen agerpenak bakterioak bakartzea eta kultura puruak lortzea ahalbidetu zuen

Bakterioekin eta onddoekin laborategian lan egiteko hazkuntza-ingurune egokietan hazi behar dira, eta kultura puruak lortu. Kultura purua bakterio (edo onddo) mota bakar bat duena da, non kolonia bateko banako guztiak zelula bakarretik datozen eta, beraz, guztiz berdinak diren.

XIX. mendearen bigarren erdira arte ez zen ulertu kultura puruekin lan egitearen garrantzia. Mikroorganismoak hazteko metodo eraginkorrik ere ez zen garatu. Laborategian erabilitako lehen hazkuntza-inguruneak likidoak ziren. Pasteurrek 1860an legamiak hazteko erabili zuen bat, sakarosa, legamia-errautsa eta amonio-gatzak zituena . Hazkuntza-ingurune solidoak geroago agertu ziren, eta kultura puruak lortzea ahalbidetu zuten.

Lehen kultura puruak Brefeld mikologoak lortu zituen, onddoak gelatina zuten hazkuntza-ingurune solidoetan haziz. Robert Koch, Alemanian, bakterioentzako solidoak ziren hazkuntza-inguruneekin hasi zen esperimentatzen. Lehenago, 1881ean, ikusi zuen bakterioak oso ondo hazten zirela haragi-estraktua zuen ingurune likido batean. Hazkuntza-ingurunea solidotzeko, gelatina erabiltzen hasi zen, beirazko plaka baten gainean isurtzen zuena . Baina gelatinak tenperatura baxuetan likido bihurtzen zen (25º C baino gehiagoko tenperaturetan), eta, gainera, bakterio batzuek degradatu egiten zuten.

Gelatinaren arazoa Kochen laguntzaile batek, Walter Hessek (bere emazteak, Angelina Hessek, ideia eman zion ) 1882an gelatinaren ordez agar erabiltzea proposatu zuenean konpondu zen. Garai hartan marmeladak eta postreak egiteko erabiltzen zen agarra. Agarrak ideala zirudien: solidoa eta gardena zen (bakterio-koloniak oso ondo ikustea ahalbidetzen zuena), tenperatura oso altuetan urtzen zen eta bakterioek ez zuten degradatzen.

Beste aurkikuntza garrantzitsu bat 1887an egin zuen Kochen beste laguntzaile batek, Julius Richard Petri alemaniarrak: honek beirazko plaka zirkular txiki batzuk erabiltzea proposatu zuen hazkuntza-inguruneekin lan egiteko. Petri plakak deiturikoak gaur egun ere erabiltzen dira.

Robert Kochek beste ekarpen garrantzitsu batzuk egin zituen, bakterioekin laborategian lan egitea erraztu zutenak. Bakterioak hazkuntza-inguruneetan inokulatzeko, hainbat teknika asmatu zituen: ildaskaz egindako ereintza, hodi inklinatuko kultura eta plakako isurketa-metodoa

Ondoren, 1888an, Beijerinck-ek eta Vinogradskyk, bakterio kimioautotrofoekin lan eginez, hazkuntza-ingurune hautakorrak diseinatu zituzten. Hau da, bakterio batzuen hazkunde selektiboa ahalbidetzen zuten inguruneak, beste bakterio batzuen hazkundea inhibituz. Hazkuntza-ingurune hautakorrak gero eta gehiago hobetu ziren data horretatik aurrera.

Tindaketa tekniken agerpena

Behaketa mikroskopikoa nabarmen hobetu zen tindaketak agertu zirenean. Lehenengo tindagai edo koloratzaileak XVIII. mendean agertu ziren, eta sustantzia naturalak ziren: Leeuwenhoek-ek, adibidez, azafraia erabili zuen gihar-zuntzak tindatzeko, 1714an, eta John Hull-ek karmina, 1770ean, landare-egitura batzuk hobeto behatzeko. Baina tindagai artifizialak ez ziren agertu XIX. mendearen bukaerara arte.

Tindaketen bidez mikroskopioan behatu behar diren zelulen edo bakterioen kontrastea areagotu egiten da. Tindagaiei esker, zelulen egitura batzuk nabarmentzen dira mikroskopioarekin hobeto ikusiak izan ahal izateko.

Abbe-Zeissen mikroskopioa, 1879koa

1875ean, Carl Weigert alemaniarrak metil-morea erabili zuen bakterioak tindatzeko . Robert Kochek azkar hartu zuen bere metodoa. Kochek berak koloratzaile berriak sartu zituen hiru urte geroago: metileno-urdina, fuksina eta kristal morea, gaur egun oraindik asko erabiltzen direnak.

1882an, Franz Ziehlek eta Friedrich Neelsenek tindaketa diferentzial bat deskribatu zuten lehen aldiz, bakterio azido-alkohol erresistenteak identifikatzeko, hala nola Mycobacterium tuberculosis, Ziehl-Neelsen tindaketa izenekoa. 1884an, Hans Christian Gram daniarrak Gram tindaketa sortu zuen, bakterio Gram positiboak eta Gram negatiboak bereizteko. Gram tindaketaren agerpena mugarri bat izango da mikrobiologiaren historian, bakterioak berezko ezaugarriak dituzten bi talde handitan sailkatzea ahalbidetu baitzuen.

Tindaketa metodoen agerpenarekin batera, mikroskopio optikoak ere garapen handia izango du XIX. mendearen amaieran: Abbé-Zeiss industria optikoak eta Schott beirate enpresak mikroskopio konposatua nabarmen hobetu zuten, lente akromatikoak eta kondentsadorea sartuz, eta, beraz, laginen irudiaren kalitatea nabarmen hobetuz . Kochek lan estua egin zuen aipaturiko bi enpresekin.

Aurrerapen horiek guztiek, hazkuntza-inguruneen garapenarekin batera, mikrobiologiaren bi aitzindari handien (Louis Pasteur eta Robert Koch) ikerketei laguntza handia eman zieten.

Gaitz infekziosoen jatorria argituz

XIX. mendearen azken laurdena mikrobiologiaren urrezko aroa deitu da, etapa horretan lehen aipatu ditugun aurrerapen teknikoek garrantzi handiko aurkikuntzak ahalbidetu zituztelako. Horri gehitu behar zaio aparteko zientzialari batzuen agerpena (Pasteur, Koch, Beijerinck, Vinogradsky, Emil von Behring, Ivanovsky....), ikerketa-talde emankorrak eratu zituztenak. Urte horietan argitu zen betirako gaixotasun infekziosoen jatorria, ordura arte ilunpean zegoena.

Gaixotasun infekziosoen sorburua ezezaguna izan zen mende luzeetan. Iraganean izurrite latzak sortu arren garai hartako medikuek ez zekiten zein zen gaitz horien iturburua . Zientzia baino gehiago, superstizioa gailendu zen mende luzeetan gaitz horien zergatia azaltzeko orduan: eflubio ikusezinak, zeruko zigorrak, humoreen desorekak...jotzen ziren gaitzaren eragiletzat.

Historian zehar hainbat medikuk gaitz infekziosoen kutsapenean oinarrituta gaitz horien eragileak agente biologikoak zirela proposatu zuten (Ibn Jatima, Girolamo Fracastoro), baina ezin izan zuten beren teoria frogatu metodo esperimentalaren bidez.

Aipagarria da Verona-ko mediku baten intuizioa, Girolamo Fracastororena, XVI. mendean gaixotasun infekziosoen jatorrian “fomes” izeneko partikula ñimiñoak zeudela aipatu zuena, pertsonen artean kutsatzen zirenak . Fracastororen garaian ez ziren mikrobioak ezagutzen, eta bere hipotesia ez zen aintzat hartu.

XVIII. mendean Marcus Antonius von Plenciz sendagile austriarrak Anton van Leeuwenhoek-ek urte batzuk lehenago aurkitutako animalkuluei egotzi zien gaixotasun infekziosoen jatorria . Baina komunitate zientifikoak ez zion jaramonik egin, eta miasmen teoría defendatzen jarraitu zuen.

Teoria miasmatikoak zutik iraun zuen luzaroan gaixotasun infekziosoak azaltzeko. Teoria honen arabera, gaitz horien jatorria miasmak ziren, lur eta ur lohitsu eta zikinen jarioak, hain zuzen ere. Gaitzen kutsapena gaixoek jario horiek (airean zeudenak) harrapatzerakoan gertatuko litzateke .

Louis Pasteurrek, 1860an, mikroorganismo batzuek ardoa kutsatu eta hondatzen zutela argi frogatu zuen. Hortik abiatuta, mikroorganismo batzuek ardoa infektatu eta kaltetzen zuten modu berean, beste batzuek gizakiak infektatu eta gaixotu zitzaketeela proposatu zuen. Bere hipotesia 1865ean indartu egin zen, zeta-harren gaixotasuna ikertu zuenean.

Urte hartan, Frantziako hegoaldean zeta-harrak kaltetzen zituen epidemia bortitza lehertu zen, zetaren ekoizleak kinka larrian jarri zituena. Kezkaturik, Frantziako gobernuak Pasteur kontratatu zuen epidemia horren jatorria argitzeko. Pasteurren ikerketek Nosema bombycis onddo mikroskopikoak harrak eta har horiek jaten zituzten masustondo-hostoak kutsatzen zituela agerian utzi zuten. Gaitzaren diagnostikoa egin ondoren, ekoizleei esan zien harren arrautzak eta hosto infektatuak suntsitu behar zirela. Gero, aukeraketa zorrotz baten bidez, har-talde osasuntsu bat bakartu ahal izan zuen, eta ez kutsatzea lortu. Modu horretan, Pasteurrek Frantziako zeta-industriaren hondamendia saihestu zuen .

Pasteur gaitzen teoria mikrobiarra planteatzen ari zen garai berean, bi sendagile zorrotzek, Ignaz Semmelweis-ek eta Joseph Listerrek, nork bere aldetik, gaixotasun infekziosoen agerpena saihesteko higiene-neurriek duten garrantzia frogatu zuten.

Joseph Lister, eserita, bere ospitalean. Zirujau eskoziarrak ebakuntzen osteko infekzioak nabarmen murriztu zituen higiene-neurri zorrotzak ezarriz

Ignaz Semmelweis mediku hungariar bat izan zen, Vienako ospitalean fenomeno bitxi bat ikusi zuena, 1847an: medikuek erditu ondoren artatzen zituzten emakumeen heriotza-tasa askoz handiagoa zen emaginek artatzen zituztenena baino. Hilkortasuna infekzio puerperalak eragiten zuen (erditu osteko sukarra). Semmelweis orduan konturatu zen erditzera zihoazen emakumeak artatzen zituzten medikuak erditze-gelara joaten zirela autopsiak egin ondoren, eta eskuak garbitu gabe. Emaginek, ordea, ez zituzten eskuak zikin. Autopsiak egiten zituzten medikuak eskuak garbitzera behartuz erditzera zihoazen emakumeak artatu aurretik, emakumeen heriotza-tasa izugarri murriztu zen. Ebidentzia argi hori gorabehera, garaiko komunitate zientifikoak ez zituen onartu Semmelweisen gomendioak. Gaitzen teoria mikrobiarra oraindik ez zen ezaguna.

Joseph Lister zirujau eskoziarrak Semmelweis-en eta Pasteurren teorien berri zuen, eta bere ospitalean teoria horiek praktikara eraman nahi izan zituen 1865ean. Kontuan hartu behar da 1840tik aurrera ebakuntzak ugaritu egin zirela ospitaleetan, urte hartan anestesiaren erabilera orokortu zelako. Baina XIX. mendearen erdialdean operatzen ziren gaixoen erdia hil egiten zen ebakuntzaren osteko infekzioen ondorioz (besteak beste, higiene-neurriak aplikatzen ez zirelako, eta zirujauek eskuak garbitzen ez zituztelako bi ebakuntzen artean) . Listerrek bi neurri berri sartu zituen: lehena, zirujau guztiek, operatu aurretik, eskuak garbitu behar zituzten; bigarrena, ebakuntzetan gaixoei aplikatzen zitzaizkien lotailu guztiak fenolarekin esterilizatzen ziren. Emaitza ikusgarria izan zen: ebakuntzaren osteko infekzioak eta heriotzak amildu egin ziren Listerren ospitalean .

Robert Kochen ekarpena: Kochen postulatuak

Gaitzen teoria mikrobiarraren enuntziatua Pasteurri egotzi behar zaion arren, haren frogapen enpirikoa beste mikrobiologo garaikide handi baten lana izan zen, Robert Koch alemaniarrarena.

Robert Koch (1843-1910), Pasteurrekin batera, mikrobiologiaren beste koloso bat izan zen, jakintzagai honi kategoria zientifikoa eman ziona eta mikrobiologia medikoaren oinarriak jarri zituena . Mikrobiologo handi honek gaitz infekziosoak mikrobioek sortzen zituztela ez ezik, mikrobio espezifikoek gaitz espezifikoak sortzen zituztela ere egiaztatu zuen . Horretaz gain, laborategian lan egiteko prozedura berriak asmatu zituen: agarra zuten hazkuntza-inguruneak erabili zituen estreinakoz, tindaketa-teknikak hobetu zituen, mikroskopiarekin lan egiteko era berriak sartu zituen (murgiltze-olioko leiarra erabili zuen, kondentsadorea ere bai, eta mikroargazkiak eginez aitzindaria izan zen), eta kultura puruak lortu zituen lehenengo mikrobiologoa izan zen.

Gaixotasun infekziosoen Kochen postulatuak

Kochen lehen aurkikuntza garrantzitsua lupu beltza edo karbunkoaren gaixotasuna, animaliei eragiten diena baina gizakia ere infektatu dezakeena, bakterio espezifiko batek eragiten zuela egiaztatzea izan zen, Bacillus anthracis bakterioak. Lehen aldiz frogatu zen mikroorganismo batek gaixotasun infekzioso bat eragiten zuela animaliengan eta gizakiengan.

Kochek karbunkoaren baziloarekin egindako lanak 1876an argitaratu zituen. Bere ikerketen abiapuntua karbunkoz gaixotutako animalien odolak bazilo infekziosoak zituela egiaztatzea izan zen, Kochek bere mikroskopioarekin behatu zituenak .. Bazilo horiek bere laborategian hazi zituen, infektatutako animaliatik (laborategiko sagutik) kanpo, hazkuntza puruaren teknikaren bidez, hots, berak asmatu zuen teknikaren bidez. Ondoren, laborategian hazitako bazilo horiek injektatu zizkion sagu osasuntsu bati, eta ikusi zuen animalia gaixotu egiten zela eta hasieran infektatutako animaliengan agertzen ziren bazilo berberak agertzen zirela haren odolean. Horrela, argi eta garbi frogatu zuen Bacillus anthracisa zela karbunkoaren eragilea .

Saiakuntza hauetan oinarrituta, Koch-ek irizpide hauek (gaur egun, Koch-en postulatu deritzonak) plazaratu zituen, mikroorganismo batek gaixotasun infekzioso bat sortzen duela frogatzeko erabiltzen direnak  :

• Mikrobioak beti egon behar du gaixorik dauden animalia guztiengan.
• Mikrobio horrek animaliengandik ateratzerakoan kultura puruan hazi behar du, laborategian
• Kultura puruan hazitako mikrobio horrek gaixotasun bera sortu behar du animalia berri bati inokulatzen zaionean
• Gaixotutako animalia berri horrengan mikrobio berak egon behar du, eta horrek ere hazi behar du laborategian. Jatorrizko mikrobioak bezalakoa izan behar du.

Urte batzuk geroago (1881ean) Koch-ek Bacillus anthracis esporak sor zitzakeela erakutsi zuen, eta baita espora horiek bakterioaren erresistentzia egiturak zirela, muturreko baldintzetan bakterioaren biziraupena ahalbidetzen zutenak.

Koch-en postulatuetan oinarriturik, gizakion eta beste animalien gaitz garrantzitsu askoren kausa zein zen erakutsi zuten haren jarraitzaileek hurrengo urteetan. Horrela, disenteria, tifus, gonorrea, pneumonia, difteria, tetanosa edo tuberkulosiaren bakterio patogenoak identifikatu ahal ziren.

Koch-en postulatuak gaixotasunak sortzen dituzten bakterio gehien-gehienek betetzen dituzte. Badaude salbuespen batzuk, ordea. Adibidez, Treponema pallidum, sifiliaren eragilea, ezin da kultura puruan lortu, laborategiko hazkuntza-inguruneetan hazten ez delako.

Ekarpen baliotsu gehiago egin zizkion Koch-ek mikrobiologiari: 1882an tuberkulosiaren bakterioa deskribatu zuen (Mycobacterium tuberculosis), eta 1883an, kolerarena (Vibrio cholerae). Mycobacterium tuberkulosiaren aurkikuntzak Medikuntzako Nobel Saria eman zion 1905ean. .

Immunologiaren hastapenak

Gaur egun Immunologia eta Mikrobiologia jakintzagai independenteak badira ere, Immunologiaren hastapenak oso lotuta zeuden Mikrobiologiarekin eta lehenengo txertoen agerpenekin.

Pasteurrek lehen txertoak jarri aurretik (XIX. mendearen bukaeran), kultura askotan antzinako praktikak egiten ziren gaixotasun infekziosoetatik babesteko. Antzinako Txinan praktika horiek ohikoak ziren. Badakigu, adibidez, XV. mendean txinatarrek sudurrean inhalatzeko metodo bat aplikatzen zutela, hau da, baztangaren zarakarretatik sortutako hauts bat sartzen zutela sudurretik, baztangaren aurrean immunizatzeko . Txinatarrek ere bazekiten (eta ziur aski beste kultura batzuek ere bai) baztanga igaro eta bizirik iraun zuen pertsona batek ez zuela gaixotasun hori berriro inoiz jasango

Europan, irizpide enpirikoetan oinarritutako lehen immunizazioa Edward Jenner (1749-1823) mediku ingelesak egin zuen, XVIII. mendearen amaieran. Jennerrek bazekien baztanga behiek eta gizakiak pairatzen duten gaixotasuna zela. Eta ikusi zuen baztangaz jotako behiak jezten zituzten baserritarrak ez zirela gaixotzen giza baztangaz, hau da, gaixotasunarekiko erresistenteak zirela. Eskuetan zarakar batzuk baino ez zitzaizkien agertzen, hau da, behi-baztanga hartzen zuten, baina ez giza-baztanga. Orduan behi-baztangaren zarakar horiek pertsona osasuntsuei injektatu zizkien, eta giza baztangarekiko erresistenteak bihurtzen zirela ikusi zuen . Jennerren aurkikuntzak oihartzun zabala izan zuen, eta XIX. mendearen hasieran bere prozedura jarraituz dozenaka mila pertsona, herrialde askotan, txertatuak izan ziren .

Jennerren garaietan, tamalez, mikrobiologiaren garapen zientifikoa ez zen oraindik hasia. Ia ehun urte gehiago itxaron egin behar izan zen Pasteurrek immunologiaren oinarrizko kontzeptuak ulertu arte, eta arrakasta handiz lehenengo immunizazio eraginkorrak zabaldu arte. Berriz ere Pasteur handiari zor diogu immunizazio prozesuen mekanismo biologikoa ulertzeko ikerketa metodikoa eta zientifikoa.

Pasteurrek lortu zuen lehen txertoa hegaztien gaixotasun infekzioso baten aurkakoa izan zen: hegazti-koleraren aurkakoa, hain zuzen. Pasteurella multocida izeneko bakterioak sortzen du gaixotasun hori. Oiloekin lan eginez, Pasteurrek, 1879an, bakterio patogenoa inokulatu zien eta gaixotu eta hil egiten zirela egiaztatu zuen. Ordurako, Pasteurrek ezagutzen zituen Kochek karbunkoaren bakterioarekin egindako lanak, 1876an argitaratuak. Pasteur konturatu zen oilo horiek kultibo zaharretatik zetozen bakterio patogenoekin inokulatzen zituenean oiloak ez zirela gaixotzen, eta gainera gaixotasunarekiko erresistente bihurtzen zirela. Jennerrek baztangarekin ia 100 urte lehenago ikusi zuenaren antzekoa zen. Pasteurrek ondorioztatu zuen bakterio patogenoek, hazkuntza-ingurune berrietan erein ez zituztelako ahulduta zeudenez, birulentzia galdu zutela, eta haien ahalmen patogenoa nabarmen murriztu zela. Baina gai ziren oiloak espezie bereko beste bakterio patogeno batzuetatik babesteko .

Pasteurrek immunizazioa lortzeko prozedura honi vaccin deitu zion, frantsesez, Jennerren omenez. Izan ere, Jennerrek behiekin (vacca, latinez) lan eginez lortu zuen baztangaren aurkako immunizazioa.

Hurrengo urteetan bi txerto gehiago lortu zituen Pasteurrek: lehena, karbunkoaren aurkakoa, 1881ean. Eta bigarrena, eta ospe handiagoa eman ziona, amorruaren aurkakoa, 1885ean.

Pasteur ardiak karbunkoaren aurka txertatzen, 1881ean

Karbunkoaren kasuan berak moteldutako bakterioa (Bacillus anthracis) erabili zuen ardiak txertatzeko. Bakterioa 42º C-tan kultibatuz lortu zuen moteltze prozesua . Gero, moteldutako bakterio patogenoa inokulatu zion ardi talde bati, eta karbunkoaren aurkako erresistentzia garatzen zutela egiaztatu zuen. Bere prozeduraren onurak erakusteko, erakustaldi publiko antolatu zuen 1881ean Paristik gertu. Artalde bati txertoa inokulatu zion, eta beste artalde bati ez. Egun batzuk geroago, bi taldeei bazilo patogenoa sartu zien. Txertatuko ardiek bizirik jarraitu zuten, baina txertoa jaso ez zuten guztiak bi egunetan hil egin ziren

Amorruaren aurkako ikerketetan, gaitzarekin kutsatutako untxiak erabiltzen zituen, eta, horiek hiltzen zirenean, haien nerbio ehuna lehortzen zuen gaitza sortzen zuen eragile patogenoa ahultzeko —gaur egun jakina da birusa dela—. 1885ean, Joseph Meister umeari hozka egin zion txakur amorratu batek; une hartan, Pasteurren txertoa txakur batzuekin baino ez zen probatua. Haurra, zalantzarik gabe, hil egingo zen gaixotasuna garatzen zuenean. Pasteur ez zen medikua, beraz, behar bezala probatu gabeko txerto batekin tratatuz gero, lege-arazo bat eduki zezakeen. Hala ere, bere lankideekin kontsultatu ondoren, txertoa mutilari ematea erabaki zuen kimikariak. Tratamenduak erabateko arrakasta izan zuen; haurra zaurietatik suspertu, eta ez zuen inoiz amorrua garatu, Pasteur, berriz ere, heroi gisa izan zen goraipatua .

Lorpen horiek eragin zuten, neurri handi batean, Pasteur Institutuaren sorrera. Laster zientzialari talde prestigiotsua bildu zen, eta haien ahaleginak immunizazioen oinarri biologikoen hainbat alderditan bideratuko zituzten. Era berean, Salmon eta Smith (1886) estatubatuarrek Pasteurren metodo serologikoak hobetu zituzten, eta, horri esker, txerri izurritearen aurkako serum tipifikatuak errazago sortu eta kontserbatu ahal izan zituzten.

Koch eta Pasteurren lanen ondorengo bi hamarkadetan bakteriar gaixotasun gehienen eragileak aurkitu ziren, batez ere alemaniar eskolan, eskola frantsesak gehienbat immunizazio prozesuetan eta txerto berrien lortzean lantzen baitzuen.

Emil von Behring

Eta Pasteurrek immunologia praktikoari etekina ateratzen zion bitartean, txertoen bidez, errusiar jatorriko zientzialari batek, Elie Metchnikoff-ek (1845-1916), immunitate-sistemaren funtzionamenduari buruzko lehenengo azalpenak eman zituen. Metchnikoff-ek, 1884an, odoleko zelula batzuek (berak fagozito deitu zien) mikrobioak eta partikula arrotzak irentsi egiten zituztela (fagozitosi) ikusi zuen. Berak azpimarratu zuen fagozitosi hori organismoaren funtsezko defensa-mekanismoa zela gaixotasun infekziosoen aurka , eta zelulen bidezko immunitatearen garrantzia estreinakoz erakutsi zuen. Bere ikerketek 1908ko Medikuntzako Nobel Saria eman zioten.

1890ean Emil von Behring (1854-1917) mikrobiologo alemanak, Koch-en taldekoak eta Medikuntzako Nobel Saria 1901ean, immunitate humoralaren oinarria diren antigorputzak aurkitu zituen. Zientzialari honek Clostridium tetani bakterio patogenoak, tetanosen eragileak, sortzen duen toxina isolatu zuen laborategian. Toxina horren dosi azpi-hilgarria injektatu zien bere laborategiko animaliei, eta ikusi zuen animalia horiek erresistenteak bihurtzen zirela tetanosen toxinarekiko: izan ere, bi aste geroago toxina hilgarri hori injektatu zienean, animalia horiek ez ziren tetanosez gaixotu. Eta, garrantzitsuena zena, immunizatutako animalia horien serumak substantzia bat zuela (tetanosen aurkako antitoxina) beste animalia bat immunizatu lezakeena, eta baita tetanosa zeukan animalia gaixo bati senda zezakeena.

Von Behringek eta Shibasaburo Kitasato japoniarrak ondorio berdinetara iritsi ziren difteriaren toxinarekin egindako esperimentuetan.

Aurkikuntza garrantzitsu horiek guztiek atea ireki zioten bakterioetatik datozen toxoideekin immunizazio aktiboa egiteari eta antigorputz espezifikoak (antitoxinak) dituzten serumak (seroterapia) erabiltzeari.

Bakterioen fisiologiari buruzko ikerketak

Hartzidura alhoholikoaren erreakzioak

Mikrobioen fisiologiari buruzko lehen lanak Pasteur-i zor dizkiogu, hark 1865ean frogatu baitzuen hartzidura alkoholikoa eta laktikoa mikrobioen metabolismoaren ondorio zirela.

Sergei Vinogradski (1856-1953) mikrobiologo errusiarrak aurkikuntza oso garrantzitsuak egin zituen bakterioen fisiologiaren arloan. Nitrosomonas eta Nitrobacter bakterioak ikertzen, 1889an, bakterio horiek nitrogenoaren konposatu erreduzituak oxidatzen zituztela egiaztatu zuen . Eta ez hori bakarrik, oxidazio horretatik lortzen zuten energía CO₂ finkatzeko erabiltzen zutela ere erakutsi zuen. Bera lehena izan zen frogatzen bizidun batzuk , klorofilarik gabe, autotrofoak zirela, kimiolitotroforen kontzeptua asmatuz. Bakterio sufre-oxidatzaileek nola oxidatzen duten hidrogeno sulfuroa beren habitat naturaletan ere ikertu zuen .

1893an Clostridium pasteurianum bakterio anaerobioarekin lan eginez, mikrobio horrek atmosferako nitrogenoa finkatzen zuela aurkitu zuen. Nitrogeno-finkatzearen kontzeptua garatu zuen, eta bakterioek ziklo geokimikoetan duten funtsezko zeregina azpimarratu zuen lehenbizikoz.

Sergei Vinogradskyren laborategiaren irudikapena, G-Museum, Horodok, Ukrainia

Martinus Beijerinck (1851-1931) holandarraren ekarpenak ere ugariak izan ziren: hazkuntza-ingurune hautakorrak erabili zituen estreinakoz, kultura puruak lortzeko prozesuan oso lagungarriak izango zirenak. Aberaste-inguruneen bidez, bakterioak modu errazagoan bakartzen zituen. Modu horretan lurretako eta uretako mikroorganismo askoren kultura puruak lortu zituen . Bestalde, Vinogradskyren lanak nitrogenoaren finkapenari buruz osatu zituen, eta landare lekadunekin lanean landareen eta mikroorganismoen arteko sinbiosia azaldu zuen. . Azotobacter generoa, nitrogenoa modu askean (sinbiosirik gabe) finkatzen duen bakterio aerobioa ere aurkitu zuen mikrobiologo holandarrak.

Beijerinckek sulfatoaren erredukzio bakterianoaren fenomenoa aurkitu zuen, arnasketa anaerobioaren forma bat. Ikusi zuen bakterioek sulfatoa erabil zezaketela elektroien azken hartzaile gisa, oxigenoaren ordez. Aurkikuntza horrek eragin handia izan du ziklo biogeokimikoen gaur egungo ulermenean. Spirillum desulfuricans, orain Desulfovibrio desulfuricans bezala ezagutzen dena, Beijerinckek isolatu eta deskribatu zuen

Azkenik, Beijerinck birusen ikerketaren aitzindarietako bat izan zen, hurrengo atalean ikusiko dugunez.

Winogradskyren eta Beijerincken lanek eremu berri bat ireki zuten bakteriar aniztasuna aztertzeko. Ikertzaile horiek eta haien kolaboratzaileek funtsezko ekarpenak egin zituzten bakterio askotaz, bakterio fotosintetikoen aniztasuna eta mikrobio kimiolitotrofikoak deskubrituz, eta bakterio aurkitu berrien alderdi estruktural eta fisiologiko ugaritan sakonduz.

Birologiaren sorrera

XIX. mendearen bukaeran gaixotasun infekzioso batzuk sortzen dituzten bakterioak isolatuta zeuden laborategian, eta beraz gaitz horien eragileak ezagunak ziren. Mikrobiologiaren urrezko aroa zen, urte gutxitan bakterio patogeno asko identifikatu zirelako, laborategiko teknikak nabarmen hobetu zirelako , txertoak erabiltzen hasi zirelako eta immunologiaren oinarriak jarri zirelako.

Hala ere, garai hartako ikerlariak konturatu ziren gaixotasun infekzioso batzuen eragileak ezin zutela laborategian isolatu, ohiko hazkuntza-inguruneetan hazten ez zirelako. Amorruaren txertoa lortu zuenean, Pasteurrek ezin izan zuen gaitz horren mikrobioa identifikatu, esaterako. Berak uste zuen mikrobio hori bakterioak baino txikiago izango zela, eta horregatik ezin zuela mikroskopioaren bidez behatu .

Tabakoaren mosaikoaen birusaren egitura. Zilindro itxurako kapside helikoidala eta barnean kate bakarreko RNA.

Birusei buruzko lehenengo zantzuak 1892koak dira. Urte hartan, Dimitri Ivanovski (1864-1920) biologo errusiarra tabako landarearen gaixotasun bat ikertzen ari zen. Gaixotasun hori landare gaixo batetik landare osasuntsu batera transferitu zitekeela ikusi zuen. Hots, kutsatutako tabako landareen hosto birrinduen estraktu bat infekziosoa zela, eta infekziosoa izaten jarraitzen zuela baita bakterioak desagerrarazteko filtrazioa (portzelanazko iragaziak erabiliz) egin ondoren ere. Beraz, eragile patogenoa ez zen bakterio bat, eta Ivanovskik ondorioztatu zuen toxina bat izan zitekeela. .

1898an Martinus Beijerinck-ek, aurreko atalean aipatu dugun mikrobiologo herbeheretarrak, Ivanovskiren esperimentuak errepikatu eta tabakoaren landarearen gaitza sortzen zuen patogenoak infektatutako zelulen barruan hazten zela esan zuen, eta bakterioak baino txikiagoa zela. Birus deitu zion (latinez, “pozoi” esan nahi du) .

Askoz geroago, 1935ean, Wendell Stanley mikrobiologoak (1946ko Kimikako Nobel Saria) tabako mosaikoaren birus hori kristalizatua izan zitekeela frogatu zuen, eta birusaren kristalak ez zeudela materia inorganikoz osatua, nukleoproteinez baizik. Birusaren azpiunitate horiek, gainera, beren kabuz berrantolatu zitezkeen. Ordura arte inoiz ikusi gabeko ezaugarria zen hura .

Bakterioekin urte batzuk lehenago gertatu zenaren antzera, XX. mendeko lehenengo urteetan hainbat birus aurkitu ziren: 1901ean, Walter Reed-ek sukar horiaren birusa, hau izanik gizakia infektatzen duen aurkitutako lehenengo birusa. 1911an Francis Peyton Rous-ek (Medikuntzako Nobel Saria 1966an) Rousen sarkomaren birusa aurkitu zuen; Rousek oilasko enbrioien teknika erabili zuen lehenbizikoz birusak laborategian hazi ahal izateko.

Bakterioak infektatzen dituzten birusak 1915ean deskribatu ziren. Frederick Twort britainiarrak aurkitu zituen. Felix d’Herelle kanadiarrak, 1917an, birusen ziklo litikoa ikertu zuen, eta bakterioak infektatzen dituzten birus horiei bakteriofago deitu zien . 1925ean, Bordetek eta Balek lehen aldiz deskribatu zuten lisogeniaren fenomenoa, baina fagoen ziklo litiko eta lisogenikoen arteko harremanak ez ziren argitu André Lwoffen estudioetara arte (1950).

Bakteriofago baten irudia

Mikroskopio elektronikoa agertu zenean birusak ikusi ahal izan ziren. 1939an mikroskopio elektronikoaren bidezko birus baten lehen argazkia egin zen , eta 1949an aurrerapen handia gertatu zen, Enders-ek, Wellerrek eta Robbinsek poliomielitisaren birusa aurkitu zutenean eta baita ugaztunen ehunen kultiboetan ugalketa birikorako metodo berri bat ere lortu zutenean. Renato Dulbeccok, geroago, teknika hori nabarmen hobeto zuen.

XX. mendearen bigarren erdia birusen aurkikuntzaren urrezko aroa izan zen; animalien, landareen eta bakterioen bi mila birus espezie inguru urte hauetan aurkitu ziren . 1963an Baruch Blumbergek B hepatitisaren birusa aurkitu zuen, eta 1965ean Howard Teminek lehen erretrobirusa deskribatu zuen. Alderantzizko transkriptasa, erretrobirusek euren RNA DNA bihurtzeko erabiltzen duten entzima garrantzitsua, 1970ean deskribatu zuten, modu independentean, Howard Teminek eta David Baltimorek . 1981ean Stanley B. Prusiner estatubatuarrak prioiak aurkitu zituen , Medikuntzako Nobel Saria lortuz 1997an. 1983an, Frantziako Pasteur Institutuko Luc Montagnierren taldeak lehen aldiz isolatu zuen VIH.41 izenarekin ezagutzen den erretrobirusa, HIESaren eragilea . Michael Houghtonek eta Chiron Corporationeko bere taldeak C hepatitisaren birusa aurkitu zuten, 1989an.

Mikrobio patogenoen aurkako botikak

Gaixotasun infekziosoen jatorria aurkitu zenetik, ikertzaileak mikrobio patogenoen aurkako armak aurkitzen saiatu ziren. Ez zen lan erraza izan. Lehen txertoak XIX. mendearen amaieran hasi ziren arrakastaz aplikatzen, baina mikrobioen aurkako lehen botikak ez ziren XX. mendearen hasierara arte agertu.

Paul Ehrlich (1854-1915) mikrobioen aurkako industria farmazeutikoaren aitzindaritzat jotzen da. Kochen dizipulua, mediku alemaniar hori izan zen “toxikotasun selektiboaren” kontzeptua sartu zuen lehena: droga bat infekzio baten aurka eraginkorra izan dadin, hilgarria izan behar du mikrobioarentzat, baina kaltegabea giza zelulentzat. Berak pentsatu zuen erabilitako farmakoek “bala magiko” selektiboak izan behar zutela, mikrobioak hilko zituztenak, baina ez infektatutako zelulak .

Bakterioen tindaketak ikertzen ari zela, Ehrlich konturatu zen zenbait mikrobio tindatzen zituzten koloratzaileek ez zituztela animalien ehunak tindatzen. Hortik ondorioztatu zuen koloratzaile batek ehun bat ez tindatzeak esan nahi duela koloratzailearen molekulek ez dutela eragin-trukerik izan ehuneko zelulen osagaiekin . Gainera, koloratzaile horrek ezaugarri toxikoak baldin baditu, ez die zelulei kalte egingo, ez baitu haiekin inongo eragin-trukerik. Mikrobioei, aldiz, eraso egingo die.

Arsfenamina (Salvarsan), bakterioen aurkako lehen farmakoa, Paul Ehrlich-ek 1907an aurkitua

Koloratzaile batzuek bakterioak tindatzen zituztenez eta giza-zelulak ez, tindaketa selektiboaren kontzeptuaren bidez toxikotasun selektiboaren kontzeptura iritsi zen Ehrlich.

Horrela, 1908an mikrobioen aurkako lehen farmakoa lortu zuen: arsfenamina edo Salvarsan, sifiliaren aurkakoa oso eraginkorra . Hogei urte baino gehiagotan sifilia izan zen farmakoen bidez senda zitekeen gaixotasun infekzioso bakarra. Aurkikuntza horrek Medikuntzako Nobel Saria eman zion Ehrlich-i, 1908an.

Hurrengo mugarria Gerhard Domagk mikrobiologo alemaniarrak (1895-1964) jarri zuen 1930ko hamarkadan. IG Farben enpresa farmazeutikoan lanean ari zela, Domagk-ek ikusi zuen hainbat tindagaik edo koloratzailek estreptokokoak hiltzen zituztela. Prontosil izeneko farmako batek aurretik Streptococcus pyogenes bakterio patogenoarekin inokulatuta ziren saguak sendatzen zituela, albo-ondorio kaltegarrik sortu gabe, baieztatu zuen Domagk-ek . 1939ko Medikuntzako Nobel Sariak irabazi zuen aurkikuntza horregatik.

Hortik gutxira, Pasteur Institutuko Tréfouël senar-emateek Prontosil, gorputzaren barruan, sulfanilamida bihurtzen zela frogatu zuten, sulfanilamida hori izanik benetako eragile antimikrobiarra. Estreptokokoen aurka ez ezik, neumokokoen eta gonokokoen aurka ere eraginkorra zela ikusi zuten gero. Sulfamiden aroa hasi zen orduan, antibiotikoak aurkitu aurretik gehien erabili ziren bakterioen aurkako farmakoen aroa, alegia.

Sulfamidek garai berri bat ireki bazuten ere (1930ko hamarkadaren bukaeran), bakterioek sortutako patologia asko oraindik ezin izan ziren sendatu antibiotikoak iritsi arte. Lehenengo antibiotikoa Alexander Fleming mediku eskoziarrak (1881-1955) aurkitu zuen, 1929an. Penizilina izan zen, eta aurkikuntza horregatik 1945eko Medikuntzako Nobel Saria irabazi zuen.

Sulfamiden aldean, antibiotiko asko substantzia naturalak dira, bizidun batzuek (onddoek eta bakterioek) modu naturalean sortzen dituztenak. Lehenengo antibiotikoa 1929 arte ez bazen laborategian antzeman ere, kultura askok, haien artean antzinako egiptoarrek eta greziarrek, lizuna eta zenbait landare erabiltzen zituzten infekzioak tratatzeko, antibiotikoak zituztelako.

Flemingen aurkikuntza kasualitate hutsaren ondorioa izan zen. Staphylococcus aureus bakterioarekin bere laborategian lanean ari zela, Fleming konturatu zen Petri plaka batean, Staphylococcus aureus-en kultura purua zuenean, onddo baten (Penicillium notatum) kolonia bat zegoela, hots, plaka kutsatu egin zela. Ziur aski Flemingek, nahi gabe, plaka hori erdi irekita utzi zuen, eta airean zegoen onddo baten espora bat erori zen plaka horretan . Eta beste gauza bat ere ikusi zuen: onddo hori hazi zen tokiaren inguruan ez zegoela Staphylococcus aureus-en koloniarik. Berak ondorioztatu zuen onddo horrek substantzia bat ekoitziko zuela, Staphylococcus hori hilko zuena . Sunstantzia horri, Penicillium onddoak sortzen zuenari, penizilinari deitu zion.

Alexander Fleming bere laborategian

Halere, Flemingek ez zuen lortu substantzia hori eskala handitan purifikatu. Hamar urte geroago gertatu zen hori, Oxfordeko unibertsitateko Howard Florey eta Ernest Chain irakasleek penizilina ekoiztea lortu zutenean. Bi irakasle horiek ikusi zuten ere “droga miragarria” eraginkortasun handikoa zela bakterio askoren aurka, bereziki bakterio Gram positiboen aurka. Flemingek, Floreyk eta Chainek Medikuntzako Nobel Saria partekatu zuten 1945ean. Urte horretan ere merkaturatu zen penizilina, arrakasta handiz.

Penizilinaren ostean antibiotiko berri asko kaleratu ziren: 1944an Albert Schatz-ek eta Selman Waksman-ek estreptomizina aurkitu zuten, espektro zabaleko lehenengo antibiotikoa. Eta 1948an Giuseppe Brotzuk lehenengo zefalosporina. Bigarren Mundu Gerraren ondorengo hamar urteetan, ia 100 antibiotiko berri aurkitu ziren, gehienak lurzoruko bakterio batzuek, aktinomizetoak, ekoitziak.

Birusen aurkako farmakologiaren historia ezberdina da, askoz beranduago sortu baitziren lehenengo antibiralak. Zelula barneko parasito hertsiak izanik, zaila izan zen zelulak kaltetzen ez zituzten birusen aurkako drogak topatzea. Lehenengo botika antibirikoak 1960ko hamarkadan agertu ziren, baina botika horien sintesian aurrerakada handia eman zen 1985tik aurrera, hein handi batean HIESaren agerpenarekin batera. Gaur egun, antibiotikoen aldean, botika antibiriko gutxi dago, nahiz eta haien zerrenda urtez urte handitzen den

Mikrobiologiaren garapena XX. mendeko bigarren erdialdetik aurrera

XX. mendeko bigarren erdialdetik aurrera biologia-zientzien eremuan, teknologiaren garapenari esker, benetako iraultza zientifikoa eta jakintzaren hazkunde esponentziala gertatu ziren. Mikrobiologiaren esparruan ere bai. Laborategiko aurrerapen berriak (mikroskopio elektronikoa, X izpiak, isotopo erradioaktiboen erabilpena, kromatografia, espektroskopia, ingeniaritza genetikoaren agerpena, PCR…) tresna paregabeak izan dira mikrobioen ikerketarako, eta bakterioen zein birusen ezagutza sakona ahalbidetu dute.

PCR egiteko gailua

Luzea izango litzateke 1950etik mikrobiologiaren arloan izan diren aurkikuntza guztiak aipatzea. Garrantzitsuenak soilik jasotzen ditu honako taula honek:

Caption text

Data	Nork	Aurkikuntza
1953	J. Watson eta F. Crick	DNAren egitura molekularra
1960	F. Jacob eta J. Monod	Lehenengo operoia
1963	W. Niremberg	Kode genetikoa
1967	Lynn Margulis	Teoria endosinbiotikoa
1969	D. Baltimore eta R. Dulbecco	Erretrobirusak
1973	H. Boyer eta S. Cohen	Ingeniaritza genetikoa
1977	C. Woese eta G. Fox	Arkeobakterioak
1981	S. Prusiner	Prioiak
1984	Luc Montagnier	GIB
1986	Kary Mullis	PCR
1995	Craig Venter	Bakterio baten genoma osoaren sekuentziazioa

Biologia molekularraren garapenak (genomaren ezagutza sakona eta ingeniaritza genetikoaren bilakaera) nabarmen eragin du mikroorganismoekin lan egiteko moduan XXI. mendearen hasieratik. Esaterako, nahiz eta oraindik ohikoa izan mikrobiologiako laborategietan hazkuntza-inguruneetan bakterioak hazi, eta froga biokimikoak erabili bakterio bat identifikatu ahal izateko, genomaren identifikazioan oinarritzen diren teknikak (PCR, adibidez) gero eta gehiago sartzen ari dira laborategietan, azkarrak eta ziurrak direlako. Gaur egun, klinika eta ospitaleetan gaitasun teknologikoa dago edozein eragile infekzioso antzemateko modu azkar eta ziurrean. .

Ia lau mende igaro dira Anton van Leeuwenhoekek bere animalkuluak ikusi zituenetik bere leiar apalarekin. Txundituta geratuko litzateke aitzindari herbeheretar hori ikusiko balu nola lan egiten dugun gaur egungo ikerketako laborategietan animalkulu horiekin. Izan ere, lau mende ez dira alferrik igaro. Van Leeuwenhoek-en txundidura bera izango genuke guk ere, XXIII. mendeko laborategi bat ikusi ahal izango bagenu. Mikrobiologiaren historiaren pasarterik zirraragarrienak, zalantzarik gabe, idazteke daudelako.

Kanpo estekak

• (Ingelesez) The Birth of Microbiology