Luis Pasteur
Yapay Aşının Hazırlanması
Louis Pasteur 1822'de Fransa'nın Jura bölgesinde Dole'de dünyaya geldi. Babası Napolyon'un taarruz birliklerinde hizmet ettikten sonra dericilik işine girdi. Pasteur babasının bir tabakhane kiraladığı Arebeis'te büyüdu, eğitiminin büyük bölümünü Arebeis kolejinde sıradan bir öğrenci olarak sürdürdü. Şöhret tutkusu vardı; ama bunu çok çalışarak elde etti. Yüksek eğitimini sürdürmek için Paris'e gitti. Ne var ki güçlükle bir okula girdi. Lisansını Bescançon'da aldı ve sonunda Ecole Normale'a girdi. 1846'da bitirme sınavını geçerek lS47'de doktorasını aldı. Bu sınavlarda gösterdiği yüksek başarıyla Ecole'de laboratuvar as is tanı oldu.
Pasteur'un ilk çalışmaları bazı kristal yapıların optik etkinliği üzerineydi. Kimi kristal yapıların polarize ışığın düzlemini sağa veya sola döndürme yeteneği vardı. Pasteur, bu gücün kristallerin asimetrik geometrisinden geldiğini deneyselolarak gösterdi. Kristal yapısının moleküler asimetrinin bir gereği olduğunu düşündü. 1848'de Strazburg'a yardımcı profesör olarak atandı. 1849'da Strazburg Akademisi rektörünün kız kardeşi Marie Laveur'la evlendi. Pasteur çiftinin beş çocuğu oldu; ama bunlardan üçü çocuk yaştayken öldü. Daha sonra, kristalografi çalışmalarından dolayı uluslararası çapta ün kazandı.
Kimyanın biyolojiye uygulanmasıyla ilgileniyordu. Bu da bir ölçüde onun, asimetri ile yaşamın ilintili olduğuna inanmasından kaynaklanıyordu. 1854'te Lille'ye gitti. O günlerde mayalanm~ mekanizmasına karşı ilgisi gelişmeye başladı. Her türlü mayalanma işleminin özünde bir mayanın olması gerektiği düşüncesinden hareket ederek, genel bir tohum kuramına ulaştı. 1857'de Paris'e, girmek için onca güçlük çektiği Eeole Normale'e bilimsel çalışmalar yöneticisi olarak döndü.
Pasteur Paris'e varır varmaz bilimsel araştırmaları destekleyen kişilere başvurdu. Louis Napoleon (Napoleon III) ve İmparatoriçe'nin yakın çevresindeki kişiler arasına girdi. İmparator ve İmparatoriçenin tahtan indirilmesine karşı çıktı. 1860'ların başlarında Pasteur kendisini çeşitli tartışmalar arasında buldu. Kendiliğinden alevlenen bu tartışmalarda şu soruya yanıt aranıyordu: "Canlı biçimler, cansız maddelerden türeyebilir mi?" Örnekleri açıkça görülen bu olgunun, havada taşınan sporlardan kaynaklandığını göstermek için mayalanmayla ilgili bilgilerine başvurdu. Maya tohumları üzerine çalışma teknikleri, aynı zamanda hastalıkların nedenleri üzerine çalışmaya da uygulanabilirdi. İpek böcekçiliği endüstrisine zarar veren salgın hastalık üzerinde çalışmaya yöneldi.
1868'de sol tarafına inme indi. Bu durumda çalışmalarını sürdürebilmek için büyük bir yardımcılar ordusunu işe almak zorunda kaldı.
Hastalıklar üzerine çalışmak, mayalanma tohumu kuramından hareketle hastalık mikro bu kuramını oluşturmak, Pasteur'un son çabalarıydı. 1870 Fransa-Prusya savaşı ve Komün döneminde Paris dışında kaldı. Şarap mayalama işlemi üzerine çalıştı. Paris'e dönüşünde insan ve hayvan hastalıklarının önlenmesine ve tedavisine ilgisi giderek arttı. 1874'de aktif öğretmenlikten çekildikten sonra dikkatini sıkça karşılaşılan bir soruna, şarbon hastalığına yöneltti. Kuduz gibi daha öldürücü hastalıklarla ilgili alt çalışmalarında ise, araştırmanın gerektirdiği diri-açımlamaktan (vivisection) iğrendiğinden, giderek daha çok asistanın yardımına ihtiyaç duydu.
1886'da kalp krizi geçirdikten sonra sağlığı gittikçe kötüleşti. 1887'de bir ~riz daha geçirdi. En son, 1895 yılında geçirdiği bir beyin kanamasından sonra bir daha iyileşemedi ve bu dünyadan ayrıldı.
Pasteur'den önce hastalık kuramı
1626'da J. B. van Helmont, hastalıkların yabancı varlıkların bedeni istila etmesinin bir sonucu olarak düşünmüştü. İstilacılar bir kez yerleşmeye görsün, bölgenin her şeyini kendi çıkarları için sömürüyorlardı. Kurban, istilacıların bıraktıkları zehirli artıklardan ötürü yaşamsal işlevlerini yerine getiremiyordu. Özünde bu kuram çağdaş yaklaşımın öncülüdür. Ama Helmont'un düşüncesi, 200 yıldan fazla bir zaman boyunca rakip kuramlarla, hastalıkları hastalanan organların kusurlu işleyişine bağlayan kuramlarla, bir anlamda bedenin kendi kendini zehirlemesine bağlayan kuramlarla yan yana yürüdü. Bazı durumlarda dışsal nedenler akla gelmişti. Ne var ki, bunlar genellikle yabancı ve düşman organizmalardan çıkan çok zehirli hava (mal'arie) gibi şeylerdi.
Kötü kokuların neden olduğu hastalıklar kuramı ışığında, 19. yüzyılın başlarında zaman zaman mıntıka temizliği yapıldı. Bunun dışında başarılı tek önleyici tedavi Edward Jenner'in geliştirdiği çiçek aşısıydı. Jenner çiçek hastalığının ineklerde ve insanlarda benzer. etkileri olduğunu gördü. Yalnız tek farkla, inekte çiçek hastalığı, latince 'variola vaccinae' (vaeca, yani inekten), insanların çiçek hastalığından daha hafif seyrediyordu.
19. yüzyılın ortalarında hastalıklar ile mikro organizmalar arasında ilişki kurmak için yeterince delil vardı. Schwann ve diğerleri hasta insan ve hayvanlardan alınan çeşitli sıvılar üzerindeki mikroskobik incelemeler sayesinde, hastalarda görülen ama sağlıklı olanlarda görülemeyen özel mikrop biçimlerinin varlığını göstermişlerdi. Ancak eski düşüncenin savunucuları, bu mikropların bedenin kusurlu çalışması yüzünden oluşan düzensiz ortamın bir yan etkisi olduğunu söyleyerek itiraz ettiler.
Çağdaş hastalık bilgisine sıçramak için üç adım daha atılması gerekliydi. Öncelikle hastalıkların mikroorganizmaların saldırısı yüzünden ortaya çıktığı gösterilmeliydi.
Bu adımın başarıya ulaşması için mikroorganizmaların kendiliğinden ürediği düşüncesinin terk edilmesi gerekiyordu. Üçüncü adımda Edward Jenner'in aşılama kuramını açığa kavuşturması ve genelleştirilmesi gerekiyordu. Bu adımların her birinde Pasteur'ün büyük yardımı oldu. Bu bölümde onun katkılarından yalnız biri, aşı üretim yönteminin bulunuşu ayrıntılarıyla anlatılacaktır.
Pasteur mayalanma.işlemini çözmek için büyük zaman ve emek harcamış, mayalanmayı gerçekleştiren canlı organizmaların varlığına dikkat çekmişti. Mayalanma gerçekte her mayanın içindeki belirli organizmaların yaşam süreçlerinden başka birşey değildi. Sonuçta Pasteur mayalanmanın tohum kuramını oluşturdu. Mayalanma işleminin kendiliğinden başla yamayacağı düşüncesinden hareketle, hastalıklara ilişkin mikrop kuramına ulaşmak zor değildi. Gerçekten Lister de, kendi açısından yaraların çürümesini bir tür mayalanma olarak değerlendirmektedir. Lister'in antiseptik olarak karbolik asit kullanması, doğrudan doğruya bu düşüncenin bir uygulaması sayılır. Yine Lister, Pasteur tarafından yapılan bir maya tanımı ile kendisinin hasta hayvanların kanında bulduğu çubuk biçimli basiller arasında benzerlik kurmuştu.
Davaine işte bu benzerlikten esinlenerek şarbon hastalığı ile ilgili araştırmalara girişmişti.
Artık bize yabancı gelen 19. yüzyıl ortalarındaki terminolojiyle işin içinden çıkabilmek için, mikrobik ve virüslü hastalıklar arasında o günlerde henüz yapılan ayrıma dönmek gerekiyor. Hastalıkların ortaya çıkmasında mikropların rolü olduğuna inananlar, mikrop barındıran hastalıklar ile diğerleri arasında bir ayrım yapmalıdır. Mikrop barındırmayan hastalıklardan, bazı zehirler veya "virüs"ler sorumludur. Ayrıca, su çiçeği gibi virüse bağlı hastalıklar bağışıklık sistemini uyarıyordu. Böylece hastalığı bir kez atlatan, aynı hastalığa yeniden yakalanmıyordu. Kısa zamanda "virüs" terimi, mikroplar da içinde olmak üzere, hastalık yapan her türlü unsuru kapsayacak biçimde genelleştirildi.
Pasteur'ün araştırmalarını anlayabilmek için, şaşırtıcı bir olguya daha değinmeliyiz. Tıp adamları nedeni ne olursa ol sun, bir hastalıkta virüslerin hastalığa yol açma yeteneğinin
(virülans) her zaman aynı olmadığını bilirler. Salgınlar gelmiş geçmiştir. Hastalıklar az ya da çok ciddi biçimlerde ortaya çıkmıştır. Değişik virülanslara ilişkin ilk sistematik açıklama, Pasteur'un septisemi mikropları üzerine ilk çalışmalarında ortaya çıktı. Pasteur, septiseminin farklı "kültürler"de (laboratuarda hazırlanan mikroorganizmalara verilen adla) farklı yayılma hızına sahip olduğunu gösterdi. Kim bilir, kültürlerde mikropları bu şekilde değiştiren bir şeyin olup olmadığını sormuştur kendi kendine.
'Virüsler'in zayıflamasının keşfi Araştırmalarda tek bir deneyi yalıtmak ve buluşu incelemenin bir noktasına yerleştirmek çoğu zaman olanaksızdır. Burada anlatacağım çalışma, biri tavuk kolerası üzerine, diğeri şarbon üzerine iki büyük deneysel incelemeye dayanıyor. Bunlar birbirinden bağımsız değildi. Sonuca ulaşmak için her ikisinin de yapılması gerekiyordu.
Tavuk kolerası, kümes hayvanları arasında görülen ve tez ölüme götüren salgın bir hastalıktır. Hastalık çok belirgin belirtilerle birlikte ortaya çıkmaktadır. Kanda oksijen eksikliği, sersemlik, ibiğin kırmızı rengini yitirmesi başlıca belirtiler arasındadır. Hastalığın ilerleyen evrelerinde ölümcül bir oksijen açlığı görülür. Toussaint hasta kuşların kanlarında kolayca belirlenen ve belirgin özellikleri olan bir mikrobun tavuk kolerasıyla ilişkili olduğunu göstermişti. Pasteur, mayalanmanın ve hastalığın mikroorganizmalarca oluşturulduğu genel tezine uygun olarak, mikroorganizmalann saf kültürde yalıtılmasını sağlayacak bir deney programı hazırladı. Sonra elde edilen ürünü tavuklara şırınga ederek, tavuk kolerasına mikroorganizmalann yol açtığını kanıtladı. Tavuk suyunu uygun bir ortam haline getirerek, mikrobu üretebiliyor ve art arda gelen günlük kültürlerde mikrobun virülansını koruduğunu gösterebiliyordu.
Pasteur, 1879 yılının .temmuz ile ekim aylan arasında dinlenmek üzere köyü Arbois'e gitti. Ama laboratuarında kolera mikrobu bulaştırılmış son tavuk suyu kültürlerini ardında bıraktı. Ekimde geri döndüğünde kültürler hala oradaydı. Böylece eski kültürleri yeni tavuklara şırınga ederek tekrar deneylere koyuldu. Ama hiçbir şey olmuyordu. "Talih ancak siz hazırsanız yardım eder" der, Pasteur o Bu durumda da kesinlikle öyle oldu. Eski kültürleri şırınga ettiği tavuklarla ve taze kültürlerle deney programını yeniden uygulamaya koydu. Bu tavuklar hastalanmadı. Pasteur bunu doğru yorumlamakta gecikmedi. "Virüsler"i yapay olarak zayıflatmanın bir yolunu bulmuştu.
Pasteur, buluşunun duyurulmasında kurnaz davrandı. Aşağıdaki alıntıda kazaya hiç değinilmemiştir: ". . . sadece parazit yetiştirme işlemini değiştirerek, birbirini izleyen döllemeler arasına oldukça büyük zaman aralıkları koyarak, virülansı adım adım azaltacak bir yöntem bulduk. Sonuçta öldürücü hastalıktan koruyan, ama ılımlı bir hastalığa yol açan bir virüs elde ettik."
Şimdi yapılacak çok iş vardı. Öncelikle mikrobu zararsız hale gelmesi için gereken sürenin tespit edilmesi gerekiyordu. Bu da çeşitli zaman aralıklarıyla bekletilmiş kültürlerle çalışmak anlamına geliyordu. Zaman ile virü1ansın azalması arasında bir ilişki olduğu anlaşıldı. Bir ayı aşkın aralıklarla ekilen kültürler arasında zayıflama gözlenmedi. Fakat bundan sonra, zaman aralıkları uzadıkça zayıflama arttı. Pasteur sorunu tam anlamıyla aydınlığa kavuşturmak için, virülansı ölçmenin bir yolunu geliştirmeliydi. İki ayrı kültür dizisinin göreli virülansını (yaratıklar aynı tarzda ve aynı koşullar altında bulaştırıldığında) yol açtıkları ölüm sayısı oranına göre tanımlayarak, bir virülans değeri elde etti.
Ardından zayıflama mekanizmasının aydınlatılması gerekiyordu. Pasteur uzun zamandır mayalanmada oksijenin rolü olup olmadığını merak etmişti. Mikropları ya da ortamı tazelemeden, kültürün ömrünün ve mikropların oksijene gösterdiği direnci n bir ölçüsü olabileceğini düşündü. Çeşitli kaplar tavuk suyu, taze virüsler ve. az havayla doldurulup beklemeye bırakıldı. Sıvılardaki gelişme birkaç gün sonra durdu. Benzer kültürler açık kaplarda da hazırlanmıştı. Kapalı şişede korunan kültürün zararsız hale gelebilmesi için iki ay geçmesi gerekiyordu. İki ay sonra açılan şişedeki kültür uzun hareketsizliğine karşın, kuşlara bulaştırıldığında "virülansının, şişe doldurulduğu zamandan beri aynen korunduğu görüldü. Açık havada yetiştirilen kültürlerse, ya ölü bulundular ya da virülans koşullarını bir ölçüde yitirmişlerdi."
Peki mikropları böylesine zayıflatan şey neydi? Pasteur bunu çözemedi. "Her ne kadar bazen böyle ilişkiler [morfolojik ayrımlar ve farklı virülans biçimleri arasındaki ilişkiler] ortaya çıksa da, virüsün küçük olması yüzünden, mikroskopla bakıldığında gözden yiterler."
Aşının hastalık virüsü ile ilişkisi artık çok açıktı: ". . . aşının [çiçek hastalığıyla] ilişkisi hakkında tartışmalar sürerken, biz tavuk kolerasının zayıflatılmış virüsünün, yine bu hastalığın çok güçlü virüslerinden elde edildiğinden ve bir virüs biçimini doğrudan doğruya başka biçime dönüştürebileceğimizden emindik. Her ikisinin de doğası özünde aynıydı."
Zayıflatmanın bulunuşu, kendini hazır duruma getirmiş akla, talihin yardımı sayesinde gerçekleşmişti. Ama diğer araştırmalar tümüyle Bacon'un önerdiği yolda ilerliyordu. Zaman ile zayıflama arasında bir ilişki vardı. Ne var ki, görünüş itibarıyla zaman olan etmen, aslında neydi? Pasteur bu soruya hiç bir zaman doyurucu bir yanıt veremedi.
Sonraki gelişmeler
Bu sonuçların genelleştirilmesinin ve aşıların hasta insanlara yapılacak düzeyde uygulamaya konulmasının olağanüstü öyküsünde, Pasteur başrolü oynuyordu. Pasteur'ün daha sonraki iki önemli çalışması, yani şarbon aşısının geliştirilmesi sayesinde hastalığın nasıl yayıldığını bulması ve kuduz üzerine son çalışmaları, bilim açısından öykünün en heyecanlı kısımlarını oluşturuyor.
Bu araştırmaların en dikkate değer yanı, Pasteur'ün, karmakarışık empirik zorluklar cangılında, kuram rehberliğinde yolunu bulmuş olmasıdır. Mikroorgnanizma biyolojisi açısından, ev sahibinin tamamen başka bir ortam olduğu konusunda Pasteur son derece açıktı. Kolera mikroplarının üreme~Üne elverişli ortam tavuk suyu ya da tavuğun kendisiydi. İkisi arasında özel bir ayrım yoktu. Her ikisinde de mikrop büyür, gelişirdi. Bu yüzden farklı hayvan türleri "virüsler"in zayıflaması için olası bölgeler olarak düşünülebilirdi.
Şarbonun bir mikropla ilgili olduğu düşünülüyordu. Ancak bu durumun keşfiyle, Toussaint, yanlışlıkla mikropları Süzerek tümüyle kimyasal bir aşı geliştirmeye çalıştı. Pasteur, dondurulmuş tavuklar üzerinde yapılan basit bir deneyden hareketle, bir kültür içindeki mikrobik etkinliğin kimyasal yan ürünlerinin değil, bizzat mikropların hastalık belirtilerine yol açtığını gösterdi. Böylelikle şarbon basillerini zayıflatmanın zorluğu ortaya çıktı; çünkü dirençli basiller sporlar oluşturarak kendilerini fazla oksijenden, ısıdan ve benzer etmenlerden kolayca koruyorlardı. Fakat Pasteur, şarbon kültürünün ısıtılmasını dikkatle kontrol ederek, sporların oluşumunu önleyebileceğini keşfetti. 42° C ile 44° C arasında sporlar oluşmadı. Herhangi bir hata kabul edilemezdi; çünkü 45° C'de mikroplar ölüyordu. Deney son derece narin bir alanda gerçekleştirilmesine rağmen sonuçlar yeterince fikir veriyordu. Zaman tekrar devreye girdi ve yalnızca sekiz gün sonra tam bir zayıflatma gerçekleştirildi. Pasteur'ün bunları kamu önünde sınayabilmesi için büyük Pouilly-Ie-Fort testi düzenlenmişti. Bir zamanlar Pasteur'ü eleştiren A. M. Rossignol, organizasyonu üstlendi. 5 Mayıs 1881'de yirmi dört koyun, bir keçi ve altı sığıra, zayıflatılmış şarbon kuşağı aşılandı. 31 Mayısta bu hayvanların yanı sıra yirmi dokuz hayvana zayıflatılmamış bir kültür enjekte edildi. 2 Haziranda aşılanmış hayvanların tümü sapasağlamdı. Daha önceden aşılanmamış koyunların tümü ölmüş, sığırlarınsa, hepsi hastalanmıştı.
Sonuç Pasteur için tam bir zaferdi. Fakat işlerinin hızla Fransa ve İngiltere'ye yayılmasına, "fabrika" sının aşıyı büyük ölçeklerde üretmesine karşın, Pasteur, apaçık başarışı karşısında zıvanadan çıkan Alman meslektaşı Robert Koch'un hışmına uğradı. Ancak, Alman çiftçilerinin baskısı sonucunda Alman Tarım Bakanlığı aşıyı kullanmaya ikna edilebildi.
Kuduza gelince, o sadece çok tehlikeli bir hastalık olmakla kalmıyordu. Kuduzun nedeni, bildiğimiz gibi, - kelimenin şimdiki anlamıyla - bir virüstü. Bu yüzden daha zayıf bir soy yetiştirmek için depolanacak organizmaları mikroskobik olarak saptama şansı yoktu. Ama Pasteur önemli bir şeye dikkat etmişti: Hastalık öncelikle sinir sistemine saldırıyor ve kurbanın beyninde açıkça belirlenebiliyordu. Hayvanların 'biyolojik ortam' olduğu biçimindeki temel düşüncesine dönerek bir omurga kemiğini kültür ortamı olarak kullanmaya karar verdi. Hastalık tavşanlara bulaştırılarak, onların gizemli organizmalarca istila edilmiş omurga kemikleri elde edilebilirdi.
Tavşanlardan bu şekilde elde edilen örnekler steril atmosfer de bırakılmış ve yavaş yavaş kurutulmuşlardı. Kemiklerin suyundan yapılan hamurlar aracılığıyla hastalık bulaştırılan hayvanlarda kudurma oranı giderek azaldı. Burada da zayıf lama tümüyle zamana ve doğru ortamın seçimine bağlıydı. Sonuçta efsanevi olay meydana geldi. Pasteur kuduz bir köpek tarafından ısırılan çocuğu aşı olmaya ikna etti, mucize gerçekleşti, çocuk kurtuldu.