La contribution pasteurienne à la découverte des vaccins
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20èmes Rendez-Vous de l’Histoire de Blois

La contribution pasteurienne à la découverte des vaccins

Conférence de Maxime Schwartz

Jessica Boyer
mercredi 11 octobre 2017

Introduction :
M. Shwartz, retraité de l’institut Pasteur, commence son exposé par rappeler que c’est bien la vaccination qui a permis d’endiguer de terribles maladies qui autrefois décimaient les populations humaines.

Il se propose donc de retracer l’histoire de l’invention des vaccins, car il existe plusieurs types de vaccins, qui sont apparus progressivement, au fur et à mesure que la compréhension du système immunitaire s’améliorait.

Variolisation et Vaccination :
Avant les travaux de Pasteur, la notion d’immunité n’était pas inconnue puisque dès l’Antiquité on avait constaté qu’en cas d’épidémie, les survivants étaient immunisés par la suite. Au Xe siècle, les Chinois se protégeaient de la variole par la technique de variolisation, que l’on peut considérer comme l’ancêtre de la vaccination. Il s’agit simplement de prélever un peu de pus chez un varioleux atteint d’une forme peu virulente, et de l’injecter à des enfants. Certains meurent mais les autres sont immunisés à vie. C’est Lady Montagu (épouse de l’ambassadeur de Grande Bretagne en Turquie en 1717) qui importe cette technique en grande Bretagne. Mais 2% des enfants ainsi infectés décèdent, c’est trop pour que le procédé soit adopté.
Néanmoins, il inspire Edward Jenner qui découvre une méthode moins dangereuse. En observant les vachères dont les bras présentent quelques pustules (attrapées lors de la traite des vaches ayant des pis infectés), il comprend que ces femmes sont immunisées. Dans la plus grande discrétion il tente d’inoculer du pus de vachère à un enfant qui présente les premiers symptômes de la variole. L’enfant guérit, aussi, le 1er juillet 1796, il retente l’expérience sur James Philips, que sa mère implore de sauver. Sa guérison, la 2e qu’il obtient par ce procédé, le convainc de médiatiser l’affaire. C’est donc Jenner qui découvre la vaccination, mais sa découverte ne repose que sur l’existence d’une maladie proche de la variole et bégnine. Il ne s’agit pas encore d’un véritable vaccin élaboré par l’homme.

Les premiers vaccins de Pasteur, formes atténuées :
Un siècle après les travaux de Jenner ; Pasteur comprend que le « microbe » responsable de la vaccine est une version atténuée de celui de la variole. Le problème est que pour d’autres maladies on ne dispose pas forcément de forme naturelle atténuée. Il a donc l’idée de fabriquer des « microbes » atténués pour les injecter à moindre risque à des individus à immuniser. Il commence ses recherches avec le choléra des poules. Il fabrique le variant atténué en laissant traîner la culture et observe que des poules ayant reçu sa forme atténuée du germe du choléra ne meurent pas lorsqu’elles sont exposées à la forme active (au contraire de celles qui sont exposées au choléra pour la première fois).
La 2e maladie à laquelle il s’attaque est le charbon (anthrax). Robert Koch avait identifié avec lui le bacille responsable du charbon. Lorsque Pasteur annonce avoir réussi à atténuer la souche, les sceptiques (nombreux parmi les médecins) le mettent à l’épreuve et lui demandent des preuves de l’efficacité de la vaccination. Aussi en juin 1881, il organise une vaccination publique pour convaincre l’opinion publique de l’efficacité de sa technique. Sur un lot de 50 moutons, il injecte à 25 seulement une forme atténuée de l’anthrax. 15 jours plus tard, il injecte à l’ensemble du lot le microbe virulent : seuls ceux qui avaient reçu le microbe atténué survivent.
Il faudra attendre un siècle de plus pour comprendre l’atténuation opérée par Pasteur sur le bacille de Coch. Cette bactérie doit sa virulence à deux plasmides (fragments d’ADN circulaires) : l’un code pour la fabrication d’une toxine (le pX01), l’autre pour la fabrication d’une capsule protectrice qui le met à l’abri des attaques du système immunitaire (le pX02). Lorsque les deux plasmides sont présents dans le cytoplasme de la bactérie, la DL50=10 (cela signifie qu’à partir de 10 bactéries, la moitié des patients décède). Si pX01 est seul présent, la DL50 =10 millions et si aucun des plasmides n’est présents la DL50 passe à 10 milliards ! Donc en laissant traîner les bactéries sur un vieux milieux de culture, on leur fait perdre leurs plasmides, et donc leur virulence.

La rage, ou l’invention de la vaccination par germe mort :
C’est fort de ses résultats sur le choléra et le charbon que Pasteur se présente au congrès de Londres en 1889, en successeur de Jenner, comme inventeur de la vaccination. Mais nombre de médecins sont encore sceptiques et le monde scientifique de l’époque n’est pas tout à fait convaincu de l’intérêt de la vaccination. Pasteur comprend que pour convaincre il doit frapper les esprits en s’attaquant à des maladies humaines. Il choisit la rage, non pas parce qu’elle est fréquente, mais pour l’imaginaire angoissant qu’elle suscite chez ses contemporains. Il pense, et à juste titre, que s’il médiatise une vaccination contre la rage, ce sera gagné.
Il commence donc ses recherches mais se heurte à des difficultés qu’il n’avait pas rencontrées auparavant. La rage étant causée par un virus, Pasteur est incapable de repérer le germe dans ses préparations de salive de chien enragé (il ne dispose que de microscopes optiques, et les virus ne seront observables qu’environ un siècle plus tard, avec l’invention du microscope électronique). Il ne peut pas non plus cultiver le virus sur un milieu de culture, puisque par définition les virus ont besoin de cellules pour se développer.
Mais opiniâtre, il remarque que la rage touche le système nerveux et que les lapins (plus faciles à étudier que les chiens) peuvent aussi être atteints. Il commence donc par fixer le virus : il infecte un lapin avec de la salive de chien puis le transmet de lapin à lapin jusqu’à ce que le temps d’incubation ne varie plus. Puis il créer une forme atténuée du virus en laissant traîner 15 jours un flacon contenant de la moelle épinière de lapin enragé.
Pour finir il injecte à un chien des extraits de moelle ayant traîné pendant 15 jours, puis une ayant traîné 14 jours, puis 13… (principe de la mithridatisation = on rend un sujet insensible à un produit toxique par administration de doses de plus en plus fortes). La dernière injection, de moelle fraîche et porteuse de la forme virulente ne tue pas le lapin.
Son idée est alors la suivante : puisque le temps d’incubation de la rage chez l’homme est très long, il se dit que reproduire ce protocole tout de suite après la morsure pourrait sauver les patients. Il finit à peine ses recherches sur le chien qu’un enfant tout juste mordu lui est présenté. Il le vaccine selon la technique qu’il vient de trouver et cela fonctionne. Quelques mois plus tard, le 6 juillet 1885, il recommence avec Joseph Meister, et fort d’un 2e succès, il avertit la presse.
Ce succès sera à l’origine de la création de l’institut Pasteur, en présence de Sadi Carnot.
Pasteur comprend peu de temps après que le virus inoculé pour vacciner est mort, c’est la naissance de la 2e catégorie de vaccins, qui change sa conception de la vaccination. Au départ il pensait que les microbes atténués agissaient en épuisant un composé indispensable à la souche virulente, au point que celle-ci soit incapable de se développer. Le fait que des organismes morts génèrent une immunité balai cette hypothèse et marque les débuts de l’immunologie.

La Typhoïde
Avant de passer au 3e type de vaccin, Pasteur s’attaque à une maladie qui a emporté 2 de ses 5 enfants : la typhoïde. Avec André Chantemesse, il élabore un vaccin atténué de la salmonelle responsable et la teste sur des militaires (ils y sont très sensibles car la contamination se fait facilement par les selles). Ils obtiennent qu’elle soit rendue obligatoire dans les armées. En 1914, le gouvernement décrète une vaccination de masse, juste après la première épidémie. Pendant les 5 derniers mois avant cette campagne de vaccination, il y a eu 45078 cas de typhoïdes et 5479 morts parmi les militaires français. Pendant l’année 1917, on n’a dénombré que 1678 cas pour seulement 124 morts. Et pourtant la guerre des tranchées était un terrain favorable à la propagation de cette maladie, vu les conditions d’hygiène et l’omniprésence de selles contaminées. Sans vaccination, il y aurait sûrement eu des millions de morts liés à la typhoïde pendant la première guerre mondiale.
NB : il existe plusieurs souches de la salmonelle de la typhoïde, il a donc fallu développer un vaccin pour chaque souche, d’où le triple vaccin TAB.

Diphtérie et tétanos : naissance de la sérothérapie :
A l’époque de Pasteur, la diphtérie avait une terrible image car elle causait la mort des enfants par suffocation (de fausses membranes se développaient dans leur gorge, les empêchant de respirer). Emile Roux découvre que le microbe de la diphtérie rend malade par une toxine et que l’injection de cette seule toxine suffit à rendre malade, comme le tétanos d’ailleurs.
En 1890, deux chercheurs du laboratoire Koch (en Allemagne) parviennent à inactiver cette toxine et à vacciner avec. Ils découvrent dans le sang des animaux contaminés des anti-toxines (que l’on a identifié comme anti-corps aujourd’hui), et la sérothérapie consiste à injecter ces anti-toxines (on utilise des chevaux pour en produire des quantités importantes).
Mais pourquoi aller chercher des molécules produites par les animaux infectés plutôt que de les faire produire par le malade ? C’est Gaston Ramon qui invente l’inactivation des toxines au formol ainsi que les adjuvants, qui administrés en même temps que les toxines inactivées, boostent la production d’anti-corps liée à la vaccination. Il a d’abord utilisé du tapioca pour stimuler la réponse immunitaire, puis ce dernier a été remplacé par des sels d’aluminium au XXe siècle.

La tuberculose
Au début du XXe siècle, cette maladie tuait 150 000 personnes par an en France. Le vaccin fut élaboré dans les instituts Pasteur de Lille et de Paris par Calmette et Guerin. Ils ont utilisé la méthode du microbe atténué : culture de bactéries sur des tranches de pomme de terre et transfert d’une tranche à une autre. Le temps de développement étant un peu long (3 semaines avant de pouvoir transférer), il aura fallu 13 ans et plus de 250 transferts pour parvenir à la forme atténuée connue aujourd’hui sous le nom de BCG. Depuis son utilisation, la maladie a beaucoup reculé (plus que 5000 par an en France).
NB : drame de Lubeck, 1930
209 enfants vaccinés au BCG attrapent la tuberculose et 70 décèdent. On tient Calmette pour responsable mais au terme d’un long procès, il est avéré qu’un préparateur a fait une erreur et a mélangé des souches virulentes et atténuées.

Conclusion :
Aujourd’hui, les vaccins administrés aux populations humaines appartiennent aux 3 catégories. La plus efficace est la 3e car il s’agit de molécules purifiées, elles entraînent donc moins d’effets secondaires. Les vaccins ont permis d’éloigner le spectre de terribles maladies, et les polémiques actuelles autour de l’hépatite et la sclérose en plaque par exemple ne doivent pas nous faire oublier les bienfaits de cette découverte majeure de Pasteur. Maxime Shwartz a écrit avec Annie Perrot plusieurs ouvrages sur le sujet. Le prochain à sortir est Le Visionnaire (parution dans un mois), catalogue de l’exposition Pasteur.

Par Jessica Boyer, professeur de S.V.T. membre des Clionautes

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