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Heinrich Hermann Robert Koch era un medico e microbiologo tedesco. Come uno dei principali fondatori della batteriologia moderna, ha identificato gli agenti causali specifici della tubercolosi, del colera e dell'antrace e ha anche fornito supporto sperimentale al concetto di malattia infettiva, che includeva esperimenti su umani e animali. Koch ha creato e migliorato le tecnologie e le tecniche di laboratorio nel campo della microbiologia e ha fatto scoperte chiave nella sanità pubblica. La sua ricerca ha portato alla creazione dei postulati di Koch, una serie di quattro principi generalizzati che collegano microorganismi specifici a malattie specifiche che si sono rivelati influenti sui successivi principi epidemiologici come i criteri di Bradford Hill. Per la sua ricerca sulla tubercolosi, Koch ha ricevuto il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina nel 1905. L'Istituto Robert Koch è stato nominato in suo onore.
Vita e educazione iniziali
Koch è nato a Clausthal, Germania, l'11 dicembre 1843, da Hermann Koch 1814–1877 e Mathilde Julie Henriette nata Biewend; 1818–1871. Koch ha eccellato accademicamente fin da giovane. Prima di entrare a scuola nel 1848, aveva imparato da solo a leggere e scrivere. Ha conseguito il diploma di scuola superiore nel 1862, avendo eccellato in scienze e matematica. All'età di 19 anni, Koch è entrato all'Università di Gottinga, studiando scienze naturali. Tuttavia, dopo tre semestri, Koch ha deciso di cambiare la sua area di studio in medicina, poiché aspirava a essere medico. Durante il quinto semestre di medicina, Jacob Henle, un anatomista che aveva pubblicato una teoria del contagio nel 1840, gli chiese di partecipare al suo progetto di ricerca sulla struttura dei nervi uterini. Nel suo sesto semestre, Koch iniziò a fare ricerche presso l'Istituto di Fisiologia, dove studiava la secrezione di acido succinico, una molecola di segnalazione che è anche coinvolta nel metabolismo dei mitocondri. Questo avrebbe eventualmente formato la base della sua dissertazione. Nel gennaio 1866, Koch si è laureato in medicina, ottenendo i massimi onori.
Carriera
Dopo la laurea nel 1866, Koch ha lavorato brevemente come assistente presso l'Ospedale Generale di Amburgo. In ottobre dello stesso anno si trasferì all'Ospedale degli Idioti di Langenhagen, vicino a Hannover, come medico generico. Nel 1868 si trasferì a Neimegk e poi a Rakwitz nel 1869. Con l'inizio della Guerra Franco-Prussiana nel 1870, si arruolò nell'esercito tedesco come chirurgo volontario nel 1871 per supportare lo sforzo bellico. Fu congedato un anno dopo e fu nominato medico di distretto (Kreisphysikus) a Wollstein nella Posen prussiana (ora Wolsztyn, Polonia). Con il trasferimento della sua famiglia lì, sua moglie gli regalò un microscopio per il suo compleanno. Con il microscopio, ha allestito un laboratorio privato e ha iniziato la sua carriera in microbiologia.
Koch ha iniziato a condurre ricerche sui microorganismi in un laboratorio collegato alla sua sala di esame dei pazienti. La sua ricerca iniziale in questo laboratorio ha prodotto uno dei suoi principali contributi al campo della microbiologia, poiché ha sviluppato la tecnica di coltivazione dei batteri. Inoltre, è riuscito a isolare e far crescere in coltura pura selezionati agenti patogeni. La sua scoperta del bacillo dell'antrace (successivamente denominato Bacillus anthracis) ha impressionato molto Ferdinand Julius Cohn, professore presso l'Università di Breslavia (ora Università di Wrocław), che lo ha aiutato a pubblicare la scoperta nel 1876. Cohn aveva stabilito l'Istituto di Fisiologia Vegetale e invitò Koch a dimostrare il suo nuovo batterio lì nel 1877. Koch fu trasferito a Breslavia come medico di distretto nel 1879. Un anno dopo, partì per Berlino poiché fu nominato consigliere governativo presso l'Ufficio Sanitario Imperiale, dove lavorò dal 1880 al 1885. Dopo la scoperta del batterio della tubercolosi, fu promosso a Geheimer Regierungsrath, una posizione esecutiva senior nel giugno 1882.
Nel 1885, Koch ricevette due incarichi come amministratore e professore presso l'Università di Berlino. Divenne Direttore dell'Istituto di Igiene e Titolare della Cattedra (Professore di igiene) della Facoltà di Medicina. Nel 1891, rinunciò alla sua cattedra e divenne direttore dell'Istituto Prussiano Reale per le Malattie Infettive (ora Istituto Robert Koch) che comprendeva una divisione clinica e letti per la divisione della ricerca clinica. Per questo ha accettato condizioni difficili. Il Ministero della Sanità Prussiano ha insistito dopo lo scandalo del 1890 con la tubercolina, che Koch aveva scoperto e intendeva come rimedio per la tubercolosi, che qualsiasi invenzione di Koch apparterrebbe incondizionatamente al governo e non sarebbe compensato. Koch ha perso il diritto di richiedere la protezione dei brevetti. Nel 1906 si trasferì nell'Africa orientale per ricercare una cura per la tripanosomiasi (malattia del sonno). Ha stabilito il campo di ricerca di Bugula dove fino a 1000 persone al giorno erano trattate con il farmaco sperimentale Atoxyl.
Ricerca
Isolamento di colture batteriche pure
Nel tentativo di far crescere i batteri, Koch ha iniziato a utilizzare nutrienti solidi come fette di patata. Attraverso questi esperimenti iniziali, Koch ha osservato colonie individuali di cellule identiche e pure. Ha scoperto che le fette di patata non erano un mezzo adatto per tutti gli organismi, e in seguito iniziò a utilizzare soluzioni nutritive con gelatina. Tuttavia, presto si rese conto che la gelatina, come le fette di patata, non era il mezzo ottimale per la crescita batterica, poiché non rimaneva solida a 37 °C, la temperatura ideale per la crescita della maggior parte degli agenti patogeni umani. Come suggerito da Walther e Fanny Hesse, Koch iniziò a utilizzare agar per far crescere e isolare colture pure, perché questo polisaccaride rimane solido a 37 °C, non è degradato dalla maggior parte dei batteri e produce un mezzo trasparente.
Sviluppo della piastra di Petri
L'opuscolo di Koch pubblicato nel 1881 intitolato "Zur Untersuchung von Pathogenen Organismen" (Metodi per lo studio degli organismi patogeni) è diventato noto come la "Bibbia della Batteriologia". In esso descrisse un nuovo metodo di utilizzo di un vetrino con agar per far crescere i batteri. Il metodo prevedeva di versare un agar liquido sul vetrino e quindi di stendere un sottile strato di gelatina sopra. La gelatina ha fatto solidificare il mezzo di coltura in cui i campioni batterici potevano essere distribuiti uniformemente. L'intera coltura batterica è stata quindi messa in una piastra di vetro insieme a una piccola carta bagnata. Koch ha chiamato questo contenitore feuchte Kammer (camera umida). La camera tipica era un piatto di vetro circolare di 20 cm di diametro e 5 cm di altezza e aveva un coperchio per prevenire la contaminazione. La piastra di vetro e il mezzo di coltura trasparente hanno reso facile l'osservazione della crescita batterica.
Koch ha dimostrato pubblicamente il suo metodo di placcatura al Settimo Congresso Medico Internazionale a Londra nell'agosto 1881. Lì, Louis Pasteur esclamò: "C'est un grand progrès, Monsieur!" ("Che grande progresso, signore!") Fu usando il metodo di microscopia di Koch e coltura su piastra di agar che i suoi studenti scoprirono nuovi batteri. Friedrich Loeffler ha scoperto i batteri del morva (Burkholderia mallei) nel 1882 e della difterite (Corynebacterium diphtheriae) nel 1884; e Georg Theodor August Gaffky, il batterio del tifo (Salmonella enterica) nel 1884. L'assistente di Koch Julius Richard Petri ha sviluppato un metodo migliorato e lo ha pubblicato nel 1887 come "Eine kleine Modification des Koch'schen Plattenverfahrens" (Una piccola modifica della tecnica di placcatura di Koch). La piastra di coltura ha ricevuto il nome eponimo piastra di Petri. Si sostiene spesso che Petri abbia sviluppato una nuova piastra di coltura, ma non era così. Ha semplicemente eliminato l'uso della piastra di vetro e ha utilizzato invece il piatto di vetro circolare direttamente, non solo come camera umida, ma come contenitore di coltura principale. Ciò ha ulteriormente ridotto le possibilità di contaminazione. Sarebbe stato appropriato anche se il nome "piatto di Koch" fosse stato dato.
Antrace
Robert Koch è ampiamente conosciuto per il suo lavoro con l'antrace, scoprendo che l'agente causale della malattia fatale è Bacillus anthracis. Ha scoperto la formazione di spore nei batteri dell'antrace, che potevano rimanere dormienti in condizioni specifiche. Tuttavia, in condizioni ottimali, le spore si sono attivate e hanno causato la malattia. Per determinare questo agente causale, ha fissato a secco le colture batteriche su vetrini, ha usato coloranti per colorare le colture e le ha osservate attraverso un microscopio. Il suo lavoro con l'antrace è notevole perché è stato il primo a collegare un microorganismo specifico a una malattia specifica, respingendo l'idea della generazione spontanea e supportando la teoria dei germi della malattia.
Colera
Nell'agosto 1883, il governo tedesco inviò una squadra medica guidata da Koch ad Alessandria d'Egitto, per indagare sull'epidemia di colera. Koch presto scoprì che la mucosa intestinale delle persone morte di colera aveva sempre un'infezione batterica, ma non poteva confermare se i batteri fossero gli agenti patogeni causali. Con il declino dell'epidemia in Egitto, fu trasferito a Calcutta (ora Kolkata), India, dove c'era un'epidemia più grave. Presto scoprì che il fiume Gange era la fonte del colera. Ha eseguito autopsie di quasi 100 corpi e ha trovato in ciascuno un'infezione batterica. Ha identificato gli stessi batteri dai serbatoi d'acqua, collegando la fonte dell'infezione. Ha isolato il batterio in coltura pura il 7 gennaio 1884. Successivamente ha confermato che il batterio era una nuova specie, e descritto come "un po' curvo, come una virgola". Il suo esperimento con campioni di sangue fresco ha indicato che il batterio poteva uccidere i globuli rossi, e ha ipotizzato che il batterio usasse una sorta di veleno per causare la malattia. Il veleno è stato scoperto da uno scienziato indiano Sambhu Nath De nel 1959 ed è noto come tossina del colera. Koch ha segnalato la sua scoperta al Segretario di Stato tedesco per gli Affari Interni il 2 febbraio e l'ha pubblicata nella Deutsche Medizinische Wochenschrift (Settimanale Medico Tedesco) il mese seguente.
Sebbene Koch fosse convinto che il batterio fosse l'agente patogeno del colera, non poteva stabilire completamente un'evidenza critica secondo cui il batterio produceva i sintomi in soggetti sani (seguendo i postulati di Koch). Il suo esperimento su animali usando la sua coltura batterica pura non ha causato la malattia, e ha correttamente spiegato che gli animali sono immuni agli agenti patogeni umani. Il batterio era allora noto come "il bacillo della virgola", e scientificamente come Bacillus comma. In seguito si è scoperto che il batterio era già stato descritto da un medico italiano Filippo Pacini nel 1854, ed è stato anche osservato dal medico catalano Joaquim Balcells i Pascual all'incirca nello stesso periodo. Ma non sono riusciti a identificare il batterio come l'agente causale del colera. Il collega di Koch Richard Friedrich Johannes Pfeiffer ha correttamente identificato il bacillo della virgola come i vibrioni di Pacini e lo ha rinominato come Vibrio cholera nel 1896.
Tubercolosi
Durante il suo periodo come consigliere governativo presso l'Agenzia Sanitaria Imperiale a Berlino negli anni 1880, Robert Koch divenne interessato alla ricerca sulla tubercolosi. All'epoca, era diffusamente creduto che la tubercolosi fosse una malattia ereditaria. Tuttavia, Koch era convinto che la malattia fosse causata da un batterio e fosse infettiva. Nel 1882, ha pubblicato i suoi risultati sulla tubercolosi, in cui ha riferito che l'agente causale della malattia è il lentamente-crescente Mycobacterium tuberculosis. Ha pubblicato la scoperta come "Die Ätiologie der Tuberkulose" (L'eziologia della tubercolosi), e l'ha presentata davanti alla Società Fisiologica Tedesca a Berlino il 24 marzo 1882. Koch ha annunciato, dicendo:
Quando i vetrini coprioggetti sono stati esposti a questo liquido colorante [blu di metilene mescolato con idrossido di potassio] per 24 ore, forme sottili simili a bastoncini sono diventate apparenti nella massa tubercolare per la prima volta, avendo, come hanno mostrato ulteriori osservazioni, il potere di moltiplicazione e di formazione di spore e quindi appartenenti allo stesso gruppo di organismi del bacillo dell'antrace... L'esame microscopico ha quindi mostrato che solo i nuclei cellulari precedentemente colorati di blu e i detriti divennero marroni, mentre i bacilli tubercolari rimasero di un bellissimo blu.
Non c'è stata una particolare reazione a questo annuncio. Scienziati eminenti come Rudolf Virchow rimasero scettici. Virchow si è aggrappato alla sua teoria secondo cui tutte le malattie sono dovute a difetti attività cellulari. D'altra parte, Paul Ehrlich in seguito ha ricordato che questo momento è stato la sua "singola più grande esperienza scientifica". Koch ha ampliato la relazione e ha pubblicato con lo stesso titolo come opuscolo nel 1884, in cui ha concluso che la scoperta del batterio della tubercolosi ha soddisfatto i tre principi, eventualmente noti come i postulati di Koch, che sono stati formulati dal suo assistente Friedrich Loeffler nel 1883, dicendo:
Tutti questi fattori insieme mi permettono di concludere che i bacilli presenti nelle lesioni tubercolose non solo accompagnano la tubercolosi, ma piuttosto la causano. Questi bacilli sono i veri agenti della tubercolosi.
Immunità acquisita
Koch ha osservato il fenomeno dell'immunità acquisita. Il 26 dicembre 1900, è arrivato come parte di una spedizione nella Nuova Guinea tedesca, che era allora un protettorato dell'Impero tedesco. Koch ha esaminato serialmente
