Louis Pasteur: Người chứng minh vi trùng gây bệnh

Louis Pasteur sinh ra tại Dole, một thị trấn nhỏ ở phía Đông nước Pháp vào ngày 27/12/1822. Mặc dù cha mẹ của ông không giàu có, nhưng họ quyết tâm cung cấp một nền giáo dục tốt nhất cho con trai của mình. Tại trường trung học ở địa phương, ông được biết đến là một học sinh có năng khiếu về nghệ thuật. Năm 1842, ông tốt nghiệp cử nhân khoa học tại Đại học Hoàng gia Besancon với thành tích xuất sắc. Năm 1844, ông chuyển đến Trường Sư phạm Paris để nghiên cứu chuyên sâu về vật lý và hóa học. Tại đó, ông trở thành trợ lý của nhà hóa học Antoine Balard, một trong những người phát hiện ra nguyên tố brom.

Trong quá trình làm việc cùng Balard, Pasteur bắt đầu quan tâm đến dạng hình học của tinh thể. Ông tiến hành các thí nghiệm với hai loại axit bao gồm axit tartaric và axit paratartari. Chúng có thành phần hóa học giống nhau, nhưng có vẻ bề ngoài khác nhau khi ông quan sát tinh thể của chúng dưới kính hiển vi. Từ đó, ông phát hiện ra rằng các phân tử hữu cơ với thành phần hóa học giống nhau có thể tồn tại trong không gian ở các dạng thức riêng biệt. Luận án của ông về vấn đề này đã mang lại cho ông hai tấm bằng tiến sĩ vật lý và hóa học năm 1847.

Với những nghiên cứu đột phá về dạng hình học của các tinh thể hữu cơ, Pasteur là người đã khai sinh ra ngành khoa học mới về hóa học lập thể.

Năm 1848, Pasteur được mời làm việc tại Đại học Strasbourg, nơi ông gặp và kết hôn với Marie Laurent. Họ có năm người con, ba trong số đó qua đời vì bệnh sốt phát ban. Có lẽ sự kiện đau lòng trên đã ảnh hưởng đến mối quan tâm của Pasteur đối với việc điều trị các bệnh truyền nhiễm sau này.

Trong thời gian ở Đại học Strasbourg, Pasteur bắt đầu tìm hiểu về quá trình lên men. Các kết quả nghiên cứu của ông đã dẫn đến một số cải tiến cho ngành sản xuất bia và rượu vang.

Năm 1854, Louis đảm nhận vị trí giảng dạy và trở thành giáo sư hóa học tại Đại học Lille. Khi đó, một thương địa phương đã nhờ ông tìm hiểu lý do tại sao một số thùng giấm hảo hạng làm từ nước ép củ cải đường lại bị hỏng. Pasteur đã kiểm tra các mẫu giấm có mùi vị thơm ngon và giấm hỏng dưới kính hiển vi. Ông phát hiện yếu tố khiến nước ép củ cải đường lên men là một sinh vật sống, và quá trình lên men không xảy ra tự phát do một loạt phản ứng hóa học giống như các nhà khoa học đương thời vẫn lầm tưởng. Các thùng chứa tạo ra giấm ngon chứa nấm men có lợi cho sức khỏe, trong khi các thùng chứa tạo ra giấm hỏng chứa các vi khuẩn que siêu nhỏ gây hại cho nấm men.

Pasteur phát hiện những vi khuẩn que có thể bị tiêu diệt bằng cách đun sôi chất lỏng. Nhưng quá trình đun sôi cũng ảnh hưởng đến hương vị của giấm. Bằng những thử nghiệm kỹ lưỡng, ông nhận thấy vi khuẩn lây nhiễm có thể bị loại bỏ bằng cách đun nóng giấm có kiểm soát đến mức nhiệt từ 50ºC đến 60ºC rồi làm lạnh nhanh. Ngày nay, giới khoa học gọi quá trình này là “thanh trùng” – công nghệ được sử dụng rộng rãi trong quá trình sản xuất sữa và nước trái cây.

Trước khi Pasteur ra đời, nhiều người tin vào “thuyết tự sinh” về nguồn gốc sự sống trên Trái đất có từ thời Aristotle – một nhà triết học nổi tiếng người Hy Lạp. Theo đó, mọi sinh vật đều sinh ra một cách tự nhiên mà không cần đến sinh vật khác, thậm chí các sinh vật sống có thể hình thành từ các nhân tố vô sinh. Ví dụ: ruồi tự sinh ra trên miếng thịt đang thối rữa; giun sinh ra từ đất, đất ướt tạo ra ếch, rác thải trên đường tạo ra chuột.

Trước thập niên 1860, giới khoa học thậm chí còn lầm tưởng vi sinh vật được tạo ra từ không khí. Tuy nhiên, Pasteur không tin vào giả thuyết này. Ông cho rằng các vi khuẩn bám vào những hạt bụi sẽ nhân lên khi chúng rơi ra khỏi không khí vào một môi trường phù hợp để chúng sinh sản. Năm 1859, cùng năm cuốn sách “Nguồn gốc các loài” của Darwin được xuất bản, Pasteur đã chứng minh vi khuẩn chỉ có thể phát sinh từ vi khuẩn mẹ.

Pasteur đã mang các bình chứa đầy dung dịch dinh dưỡng vô trùng đến một số địa điểm khác nhau. Sau đó, ông nhanh chóng mở các bình chứa, để chúng tiếp xúc với không khí. Ông nhận thấy các bình chứa đặt ở độ cao thấp với mật độ hạt bụi cao hơn sẽ bị nhiễm nhiều vi khuẩn hơn so với những chiếc bình đặt ở những nơi có độ cao lớn, nơi có không khí trong lành. Thêm vào đó, ông cũng tiến hành thí nghiệm với chiếc bình thủy tinh với “cổ thiên nga” đặc biệt. Phần trên của chiếc bình uốn cong theo hình chữ S, cho phép không khí lưu thông nhưng giữ lại bụi. Khi nằm bên trong chiếc bình này, dung dịch dinh dưỡng không xuất hiện các dấu hiệu cho thấy có sự phát triển của vi sinh vật. Do đó, vi khuẩn không thể hình thành tự phát từ không khí.

Trước Pasteur, người ta cũng lầm tưởng các bệnh như dịch tả, sốt rét và dịch hạch là do không khí bị ô nhiễm gây ra. Không khí bị ô nhiễm được gọi là chướng khí. Người ta tin rằng chướng khí hình thành từ các thảm thực vật thối rữa, xác thối rữa, hoặc bụi thoát ra từ các luồng khí thải độc hại.

Hiểu biết của nhân loại về nguyên nhân gây ra các bệnh truyền nhiễm đã thay đổi vào thập niên 1860 khi Pasteur tiến nghiên cứu một căn bệnh ảnh hưởng đến những con tằm, khiến chúng chết đi hàng loạt. Căn bệnh này đã tàn phá nặng nề ngành công nghiệp tơ tằm quan trọng của Pháp lúc bấy giờ. Khi quan sát dưới kính hiển vi ông nhận thấy những con bướm đêm trưởng thành và những con sâu tằm bị nhiễm bệnh đều có chung đặc điểm là chứa những hạt nhỏ hình cầu trên cơ thể của chúng. Sau khi phân tích kỹ lưỡng, ông phát hiện các hạt nhỏ hình cầu thực chất là một loại vi khuẩn.

Sau nhiều thí nghiệm khác, Pasteur đã tìm đủ bằng chứng để chứng minh vi trùng là nguyên nhân gây ra các bệnh truyền nhiễm. Khám phá của ông là nền tảng cho dịch tễ học hiện đại.

Sau khi hoàn thiện lý thuyết vi trùng gây bệnh, Pasteur đã cố gắng giải quyết vấn đề nghiêm trọng mà những nông dân gặp phải vào những năm 1870, đó là bệnh tả xảy ra ở gà. Căn bệnh này có thể lây lan ra toàn bộ trang trại chỉ trong ba ngày. Đến mùa xuân năm 1879, Pasteur đã phân lập thành công mầm bệnh gây ra bệnh tả gà.

Pasteur và các đồng nghiệp nuôi cấy vi khuẩn tả và tiêm chúng vào gà thử nghiệm. Họ phát hiện nếu tiêm vi khuẩn tả sống cho gà sau khi chúng đã tiêm một lượng vi khuẩn tả bất hoạt thì chúng không có dấu hiệu bị nhiễm bệnh. Đây là nền móng cho sự ra đời của vaccine tả đầu tiên.

Sau thành công này, Pasteur đã phát triển và thử nghiệm thành công vaccine chữa bệnh than cho gia súc (năm 1881) do vi khuẩn Bacillus anthracis gây ra và vaccine bệnh dại (năm 1885).

Năm 1873, Pasteur được bầu vào Viện Y học Pháp. Năm 1888, chính phủ Pháp phân bổ kinh phí để thành lập Viện Pasteur ở Paris, nơi ông trở thành người đứng đầu và tiếp tục tiến hành thêm nhiều nghiên cứu khoa học mới cho đến cuối đời.

(Theo MIT, Live Science)