L'esprit non préparé ne peut pas voir la main tendue de l'opportunité.
Sir Alexander Fleming était un médecin et microbiologiste écossais, surtout connu pour avoir découvert l'enzyme lysozyme et la première substance antibiotique largement efficace au monde, qu'il a nommée pénicilline. Il a découvert le lysozyme à partir de ses sécrétions nasales en 1922, ainsi qu'une bactérie qu'il a nommée Micrococcus Lysodeikticus, renommée plus tard Micrococcus luteus. Sa découverte de ce qui s'appelle plus tard benzylpénicilline ou pénicilline G à partir du moule Penicillium rubens en 1928 est décrite comme la « plus grande victoire jamais remportée contre la maladie ». Pour cette découverte, il a partagé le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1945 avec Howard Florey et Ernst Boris Chain.
Fleming a été anobli pour ses réalisations scientifiques en 1944. En 1999, il a été nommé dans la liste du magazine Time des 100 personnalités les plus importantes du XXe siècle. En 2002, il a été choisi lors du sondage télévisé de la BBC pour déterminer les 100 plus grands Britanniques, et en 2009, il a également été voté troisième « plus grand Écossais » lors d'un sondage d'opinion mené par STV, derrière uniquement Robert Burns et William Wallace.
Enfance et éducation
Né le 6 août 1881 à la ferme Lochfield près de Darvel, en Ayrshire, en Écosse, Alexander Fleming était le troisième de quatre enfants de l'agriculteur Hugh Fleming 1816–1888 et Grace Stirling Morton 1848–1928, la fille d'un agriculteur voisin. Hugh Fleming avait quatre enfants survivants de son premier mariage. Il avait 59 ans au moment de son deuxième mariage avec Grace et est décédé quand Alexander avait sept ans.
Fleming a fréquenté Loudoun Moor School et Darvel School, et a obtenu une bourse de deux ans à Kilmarnock Academy avant de s'installer à Londres, où il a fréquenté la Royal Polytechnic Institution. Après avoir travaillé dans un bureau de navigation pendant quatre ans, le jeune Alexander Fleming de vingt ans a hérité de l'argent d'un oncle, John Fleming. Son frère aîné, Tom, était déjà médecin et lui a suggéré de suivre la même carrière, et c'est ainsi qu'en 1903, le jeune Alexander s'est inscrit à St Mary's Hospital Medical School à Paddington ; il a obtenu son diplôme MBBS de l'école avec distinction en 1906.
Fleming, qui était soldat dans le London Scottish Regiment de la Volunteer Force de 1900 à 1914, avait été membre du club de tir de l'école de médecine. Le capitaine du club, souhaitant retenir Fleming dans l'équipe, lui a suggéré de rejoindre le département de recherche de St Mary's, où il est devenu bactériologiste assistant de Sir Almroth Wright, un pionnier de la thérapie vaccinale et de l'immunologie. En 1908, il a obtenu un diplôme BSc avec médaille d'or en bactériologie et est devenu conférencier à St Mary's jusqu'en 1914.
Commissaire lieutenant en 1914 et promu capitaine en 1917, Fleming a servi tout au long de la Première Guerre mondiale dans le Royal Army Medical Corps et a été cité à l'ordre du jour. Lui et beaucoup de ses collègues ont travaillé dans les hôpitaux de campagne du front occidental en France. En 1918, il est retourné à St Mary's Hospital, où il a été élu professeur de bactériologie de l'Université de Londres en 1928. En 1951, il a été élu recteur de l'Université d'Édimbourg pour un mandat de trois ans.
Contributions scientifiques
Antiseptiques
Pendant la Première Guerre mondiale, Fleming avec Leonard Colebrook et Sir Almroth Wright ont participé à l'effort de guerre et ont pratiquement transféré tout le département d'inoculation de St Mary's à l'hôpital militaire britannique à Boulogne-sur-Mer. Servant en tant que lieutenant temporaire du Royal Army Medical Corps, il a été témoin de la mort de nombreux soldats de septicémie résultant de blessures infectées. Les antiseptiques, qui étaient utilisés à l'époque pour traiter les blessures infectées, a-t-il observé, empiraient souvent les blessures. Dans un article publié dans la revue médicale The Lancet en 1917, il décrivait une expérience ingénieuse, qu'il a pu mener grâce à ses propres compétences en soufflage de verre, dans laquelle il expliquait pourquoi les antiseptiques tuaient plus de soldats que l'infection elle-même pendant la guerre. Les antiseptiques fonctionnaient bien en surface, mais les blessures profondes tendaient à abriter des bactéries anaérobies contre l'agent antiseptique, et les antiseptiques semblaient éliminer les agents bénéfiques produits qui protégeaient les patients dans ces cas au moins aussi bien qu'ils éliminaient les bactéries, et ne faisaient rien pour éliminer les bactéries hors de portée. Wright soutint fermement les conclusions de Fleming, mais malgré cela, la plupart des médecins militaires tout au long de la guerre ont continué à utiliser des antiseptiques même dans les cas où cela empirait l'état des patients.
Découverte du lysozyme
À St Mary's Hospital, Fleming a poursuivi ses investigations sur la culture bactérienne et les substances antibactériennes. Comme l'a rappelé son assistant de recherche à l'époque, V.D. Allison, Fleming n'était pas un chercheur ordonné et attendait généralement des croissances bactériennes inhabituelles dans ses plaques de culture. Fleming avait taquiné Allison pour son « excès de propreté en laboratoire », et Allison attribua à juste titre ce manque d'ordre au succès des expériences de Fleming, et dit : « s'il avait été aussi ordonné qu'il le pensait, il n'aurait pas fait ses deux grandes découvertes. »
À la fin de 1921, alors qu'il entretenait des plaques d'agar pour les bactéries, il a découvert que l'une des plaques était contaminée par des bactéries de l'air. Quand il a ajouté du mucus nasal, il a constaté que le mucus inhibait la croissance bactérienne. Entourant la zone de mucus se trouvait un cercle transparent et clair de 1 cm du mucus, indiquant la zone de destruction des bactéries, suivie d'un anneau vitreux et translucide au-delà duquel se trouvait une zone opaque indiquant une croissance bactérienne normale. Dans le test suivant, il a utilisé des bactéries maintenues en solution saline qui formaient une suspension jaune. En deux minutes après l'ajout de mucus frais, le salin jaune s'est complètement éclairci. Il a étendu ses tests en utilisant les larmes, qui ont été fournies par ses collègues. Comme Allison s'en souvenait, disant : « Pour les cinq ou six semaines suivantes, nos larmes ont été la source d'approvisionnement pour ce phénomène extraordinaire. Nombreux ont été les citrons que nous avons utilisés après l'échec des oignons à produire un flux de larmes... La demande de larmes était si grande que les préposés de laboratoire ont été réquisitionnés, recevant trois pence pour chaque contribution. »
Ses tests supplémentaires avec les expectorations, le cartilage, le sang, le sperme, le liquide du kyste ovarien, le pus et le blanc d'œuf ont montré que l'agent bactéricide était présent dans tous ces éléments. Il a signalé sa découverte devant le Medical Research Club en décembre et devant la Royal Society l'année suivante, mais a échoué à susciter un intérêt quelconque, comme Allison s'en souvenait :
J'ai assisté à cette réunion [Medical Research Club] en tant qu'invité de Fleming. Son article décrivant sa découverte a été reçu sans questions posées et sans discussion, ce qui était très inhabituel et une indication qu'il était considéré comme sans importance. L'année suivante, il a présenté un article sur le sujet devant la Royal Society, Burlington House, Piccadilly, et nous avons donné une démonstration de nos travaux. Là encore, à une exception près, peu de commentaires ou d'attention y ont été accordés.
Dans le numéro du 1er mai 1922 des Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences sous le titre « On a remarkable bacteriolytic element found in tissues and secretions », Fleming écrivait :
Dans cette communication, je souhaite attirer l'attention sur une substance présente dans les tissus et les sécrétions du corps, capable de dissoudre rapidement certaines bactéries. Comme cette substance a des propriétés similaires à celles des ferments, je l'ai appelée « Lysozyme », et je m'y référerai par ce nom tout au long de la communication. Le lysozyme a d'abord été remarqué lors de certaines investigations menées sur un patient souffrant d'une coryza aiguë.
C'était la première découverte enregistrée du lysozyme. Avec Allison, il a publié des études supplémentaires sur le lysozyme dans le numéro d'octobre du British Journal of Experimental Pathology la même année. Bien qu'il ait pu obtenir des quantités plus importantes de lysozyme à partir de blancs d'œufs, l'enzyme n'était efficace que contre un petit nombre de bactéries inoffensives, et avait donc peu de potentiel thérapeutique. Cela indique l'une des différences majeures entre les bactéries pathogènes et les bactéries inoffensives. Décrit dans la publication originale, « un patient souffrant d'une coryza aiguë » a été identifié plus tard comme Fleming lui-même. Son carnet de recherche daté du 21 novembre 1921 montrait un croquis de la plaque de culture avec une petite note : « Staphyloïde coccus du nez d'A.F. » Il a également identifié la bactérie présente dans le mucus nasal comme Micrococcus Lysodeikticus, donnant le nom d'espèce signifiant « indicateur de lyse » pour sa susceptibilité à l'activité lysozymale. L'espèce a été réattribuée à Micrococcus luteus en 1972. La souche « Fleming » NCTC2665 de cette bactérie est devenue un modèle dans différentes études biologiques. L'importance du lysozyme n'a pas été reconnue, et Fleming en était bien conscient, dans son allocution présidentielle à la réunion de la Royal Society of Medicine le 18 octobre 1932, il a dit :
J'ai choisi le lysozyme comme sujet pour cette allocution pour deux raisons : premièrement parce que j'ai un intérêt paternel pour le nom, et deuxièmement, parce que son importance en relation avec l'immunité naturelle ne semble pas être généralement appréciée.
Dans sa conférence Nobel le 11 décembre 1945, il a brièvement mentionné le lysozyme, en disant : « La pénicilline n'était pas le premier antibiotique que j'ai découvert par hasard. » Ce n'est que vers la fin du XXe siècle que l'importance réelle de la découverte de Fleming en immunologie a été réalisée alors que le lysozyme était devenue la première protéine antimicrobienne découverte qui constitue une partie de notre immunité innée.
Découverte de la pénicilline
Expérience
On trouve parfois ce qu'on ne cherche pas. Quand je me suis réveillé juste après l'aube le 28 septembre 1928, je ne prévoyais certainement pas de révolutionner toute la médecine en découvrant le premier antibiotique du monde, ou le tueur de bactéries. Mais je suppose que c'est exactement ce que j'ai fait.
En 1927, Fleming enquêtait sur les propriétés des staphylocoques. Il était déjà bien connu pour ses travaux antérieurs et s'était forgé une réputation de chercheur brillant. En 1928, il a étudié la variation de Staphylococcus aureus cultivé dans des conditions naturelles, suite aux travaux de Joseph Warwick Bigger, qui a découvert que la bactérie pouvait se développer en une variété de souches de type. Le 3 septembre 1928, Fleming est retourné à son laboratoire après avoir passé des vacances avec sa famille à Suffolk. Avant de partir en vacances, il avait inoculé des staphylocoques sur des plaques de culture et les avait laissés sur un banc dans un coin de son laboratoire. À son retour, Fleming a remarqué qu'une culture était contaminée par un champignon, et que les colonies de staphylocoques immédiatement autour du champignon avaient été détruites, tandis que d'autres colonies de staphylocoques plus éloignées étaient normales, remarquant fameusement « C'est drôle ». Fleming a montré la culture contaminée à son ancien assistant Merlin Pryce, qui lui a rappelé : « C'est ainsi que vous avez découvert le lysozyme. » Il a identifié le moule comme provenant du genre Penicillium. Il soupçonnait qu'il s'agissait de P. chrysogenum, mais un collègue Charles J. La Touche l'a identifié comme P. rubrum. Il a été ultérieurement corrigé en P. notatum, puis officiellement accepté comme P. chrysogenum ; mais finalement en 2011, il a été résolu en P. rubens.
Le laboratoire dans lequel Fleming a découvert et testé la pénicilline est préservé en tant que musée du laboratoire Alexander Fleming à St. Mary's Hospital, Paddington. La source de la contamination fongique a été établie en 1966 comme provenant de la pièce de La Touche, qui était directement sous celle de Fleming.
Fleming a cultivé le moule en culture pure et a découvert que le bouillon de culture contenait une substance antibactérienne. Il a enquêté sur ses effets antibactériens sur de nombreux organismes et a remarqué qu'il affectait les bactéries telles que les staphylocoques et de nombreux autres pathogènes à Gram positif qui causent la scarlatine, la pneumonie, la méningite et la diphtérie, mais pas la typhoïde ou la fièvre paratyphoïde, qui sont causées par des bactéries à Gram négatif, pour lesquelles il recherchait un remède à l'époque. Il a également affecté Neisseria gonorrhoeae, qui cause la gonorrhée, bien que cette bactérie soit à Gram négatif. Après plusieurs mois d'appel à « jus de moule » ou « l'inhibiteur », il a donné le nom pénicilline le 7 mars 1929 pour la substance antibactérienne présente dans le moule.
Réception et publication
Fleming a présenté sa découverte le 13 février 1929 devant le Medical Research Club. Son exposé sur « A medium for the isolation of Pfeiffer's bacillus » n'a reçu aucune attention ou commentaire particulier. Henry Dale, alors directeur du National Institute for Medical Research et président de la réunion, se souvenait bien plus tard qu'il n'avait même pas senti de point d'importance frappant dans le discours de Fleming. Fleming a publié sa découverte en 1929 dans le British Journal of Experimental Pathology, mais peu d'attention a été accordée à l'article. Son problème était la difficulté de produire de la pénicilline en grandes quantités, et en outre, l'isolation du composé principal. Même avec l'aide de Harold Raistrick et de son équipe de biochimistes à la London School of Hygiene and Tropical Medicine, la purification chimique s'est avérée futile. « En conséquence, la pénicilline a largement languio »
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