Nobel İçin Fazla Asi
Uzm.Dr. Tutku Taşkınoğlu
Bir kitaba rastladım: Trop rebelle pour le Nobel/Félix d`Herelle. Kitabın kahramanı hayalci ve bilimsel keşif arayışı içinde bir mikrobiyolog ve roman tadında bir otobiyografi. Louis Pasteur'den ilham alan Félix d'Hérelle (1873-1949), bakteriofajları ve faj terapisini keşfetti ama ilhamının aksine 1990 yılına kadar unutulmaya yüz tuttu.
Oysa basit bir laboratuvar merakı olmaktan çok uzak olan bakteriyofajın keşfi, epidemiyoloji, genetik ve modern mikrobiyoloji alanlarında büyük ilerlemelerin kapısını araladı. Peki bakterofaj yani bakteri yiyen virüs nedir ve onu keşfeden bu asi kimdir?
İlk antibakteriyel tedavi olan “faj terapisinin” babasının yolculuğu alışılmadık. Otobiyografisinde hayatının ilk yılları hakkında kasıtlı olarak çok ihtiyatlı davranır ve fazla ipucu vermez. Félix d'Hérelle “Kanada'da tesadüfen” doğduğunu beyan eder ama torunu Dr. Claude Hubert Mazure-d'Hérelle'ye göre, 25 Nisan 1873'te Paris’te doğdu ve sonra Kanada'ya göç etmiş bir Fransız olan “babasının arkadaşı” Henri-Gustave Joly de Lotbinière tarafından evlat edinildi.
Bu nedenle Félix mali açıdan iyi durumdadır. Bu ona zarar verecektir çünkü araştırma camiasındaki bazı kıskanç kişiler, onun keşiflerini itibarsızlaştırmaya çalışacak, diploması olmayan aceleci bir aristokrat olarak görecektir. Diğerleri ise, onun değerinin farkında olarak, Nobel Ödülü'ne aday göstereceklerdir. Ama başarılı olamazlar, hem de 28 defa.
Félix'in maceracı hayatı bisikletle başlar. 15 yaşına geldiği yaz, annesi ona bir bisiklet (o zamanlar bir yenilikti) alınca Fransa, Belçika ve Köln şehrine seyahate çıkar. İşte merakını uyandıran karşılaşma bu seyahat sırasında yaşanır. Bir köpek tarafından ısırılan bir çocuğun Belçika'daki Benedictine rahiplerinin manastırına nakledilmesi gerekir. Pasteur'ün kuduz aşıları konusundaki çalışmalarından haberdar olur ve ilgisini çeker. Bu keşiflerin yöntemlerini araştırmaya başlar.
Köln'den döndüğünde keşfetme arzusuyla mikroplarla ilgili her şeyi okur ve evinde küçük bir laboratuvar kurar. 19 yaşında herhangi bir akademik yolu takip edemeyecek kadar disiplinsiz olduğundan lisenin dördüncü yılında eğitimini bırakır ve annesinin emekli maaşı sayesinde geçinmeye devam eder. Avrupa'yı dolaşır, 1893'te Fransız ordusuna katılır, evlenir ve bir yıldan kısa bir süre sonra firar eder. O andan itibaren karısı onu bir kaçak olarak hayatı boyunca takip eder.
Amatör Mikrobiolog ve Pervasız Maceracı Ruh
1895 yılında Arjantin'de, eşi ve küçük bir kızıyla birlikte yaşayan "Juan Pedro Emprin" takma adıyla yaşamaktadır. Daha sonra, "Amerikalı amcası" 'nın daveti üzerine ailesi ve erkek kardeşi ile Kanada’ya yerleşir. Félix, Hérelle soyadını Kanada’da ekler ve 1901'de Le Naturaliste canadienne için bitkilerde karbon oluşumu da dahil olmak üzere jeoloji ve kimya üzerine birçok bilimsel makale yazar. Akçaağaç viskisi ve çikolata üretimine başlar. Burada da Pasteur’u takip ediyor galiba, Pasteur de kariyerine bira ve mayalarına ilgi duyarak başlangıç yapmıştı. Alkol ve çikolata üretimi ticari olarak başarısızdır. Ayrıca 1901'de, (şans eseri mi?) Guatemala'da kendisine mikrobiyolog olarak bir pozisyon teklif edilir. Elindeki tek 2000 doları yolculuk için kullanarak eşi ve iki kızıyla, Félix d'Hérelle adıyla, gemiye biner. Amatör mikrobiyolog, artık profesyonel mikrobiyolog olacaktır. Dolayısıyla Félix'in kaybedecek çok az şeyi vardır.
1901'den 1906'ya kadar Cientificos yani bir bilim adamı olan Félix, Guatemala hükümeti tarafından kurulan laboratuvarlara yerleşir. Rutin bakteriyolojik incelemelere ek olarak tıp Fakültesi, Ecole Normale Supérieure ve Ziraat Fakültesi'nde dersler verir. Okulda sıkılan ve bilgisini yalnızca Kanada'daki kış akşamlarında veya seyahatleri sırasında bilimsel dergileri okuyarak edinen bu eski öğrenci için, bu büyük bir cesarettir.
1907'den 1911'e kadar resmi olarak Meksika hükümeti tarafından bakteriyolog olarak atanır. Muzlu viski pazarlamaya yönelik bazı başarısız girişimlerden sonra vomito negro hastalığıyla karşı karşıya kalır. Yüksek ateşi olan bir hastanın yanına çağrıldığında salgın tehlikesini görür ve çekirge enteritinin bulaşıcı ajanını izole eder. Hükümetin desteğiyle sivrisinekleri yok etmek ve sarı hummanın yayılmasını önlemek için radikal hijyen önlemleri uygular. Hatta iki kulübeyi yakacak kadar ileri gider. Aldığı tedbirlerle herkes şevkle sivrisineklerin işine yarayacak en ufak bir su izini bile aramaya başlamıştır.
D'Hérelle ne bir mikolog, ne mikrobiyolog, ne de kimyagerdir, ancak maceracı ruhu ile pervasızdır. Yardıma çağrılan bu kendi kendini yetiştirmiş adam, çalılara saldıran paraziti yok ederek kahve üretimini kurtarır. Ülkenin güneyinde Santa Maria yanardağında meydana gelen bir patlamanın ardından küllerin tüm bölgeye yayılarak toprağı asidik ve mantarların çoğalmasına elverişli hale getirdiğini fark eder. Toprağın asitliğini azaltmak için alkali bir madde olan kirecin yayılmasını önerir, başarılı olunca ilk bilimsel makalesini Fransa Mikoloji Derneği'nde yayınlar.
Emile Roux, 1911'de onu mayaların stafilokoklar üzerindeki engelleyici etkisi üzerinde çalışmak için Paris'e "ücretsiz asistan" olarak davet eder. Pasteur Enstitüsü'nde kaldığı kısa süre boyunca ailesiyle birlikte agav suyunu damıtır ve yine iflas eder. Bu kez felaketin sebebi, ticari değil agav tarlasına inen ve her şeyi yiyip bitiren çekirge sürüsüdür. Topladığı üç ölü çekirgeyi bir kibrit kutusunun içine koyup laboratuvarında inceler ve böceklerin bağırsaklarının siyahımsı bir sıvı içerdiğini fark eder: Çekirgeler ishal nedeniyle ölmüştür. "Demek bu böcek sürüsünde hasta bireyler var" diye düşünür. Mikroskop altında inceledikten sonra orada bakteriler olduğunu görür. Bakteriyolojik kültür yapıp böceklere verir. Ertesi gün, kontamine çekirgeler ölür, kontrol kafesindeki böcekler ise iyi durumdadır.
Félix, çekirgelerde dizanteriye neden olan bakterileri izole etmiştir. Keşfedilen bakterilere coccobacillus acridorium adını verir. Keşfini içeren test tüplerini Paris'teki Pasteur Enstitüsü'ne götürerek "Pasteur'ün izinden gidiyorum " der. Aynı yıl Marş denizi ve Fransa’daki çekirge istilasında bu buluşu haber olur. Bu tanınma sayesinde Arjantinliler laboratuvarlarını ona açarlar ve Félix Atlantik'i yeniden geçer. Mısır tarlalarında bakterileri kullandığı çekirgelerle mücadelesi ses getirir. Fransız dergisi La Science et la Vie'de keşfini sunduğu "Çekirgelerle mücadele" başlıklı bir makalesi yayınlanır. Ama çok uzun sürmez. Yerel bilim insanları ile anlaşamayınca Paris'teki Pasteur Enstitüsü'nün serum bölümüne katılmak üzere ilk gemiye biner.
Zararlı bir böceğe karşı savaşta bir bakterinin katkısına ilişkin keşfi, Pasteur Enstitüsü'ndeki Serge Metalnikov (1870-1946) gibi mikrobiyologlara ipekböceği parazitleri veya mısır kurdu ve çingene güvesi gibi lepidopteralarla mücadelesinde ilham verir. Bu yöntem, kimyadan kaynaklanan parazitik maddelerin ikincil zararları karşısında 1980 yılında geri dönene kadar 1940 yılında terk edilmiştir.
1942'de Félix d'Hérelle otobiyografisinde endişelerini ‘’Zararlı böceklerden kurtulmak için şeker kamışı veya portakal tarlalarına DDT sıktığımızı varsayalım, ne olacak? Elbette öldüreceğiz ama aynı zamanda uğur böceklerini de öldüreceğiz. Ve sonra, eğer uğur böceği ithal etmek için acele etmezsek, kurtulmuş olan yaprak bitleri veya unlu böcekler, sürüler halinde çoğalacak ve bitkileri yok edecek. Kısacası biyolojik bir dengeye ulaştığımızda, ham, anlık etkiyi dikkate almaya gerek yoktur; Biyolojik denge söz konusu olduğunda ancak son derece dikkatli hareket edilmelidir.’’ şeklinde dile getirmiştir.
Bugün onkolojide hedefe yönelik yaklaşım aynı nedenlerden dolayı tercih edilmektedir.
Almanya, 3 Ağustos 1914'te Fransa'ya savaş ilan etti. Savaş alanları, mikrop ve virüslerin müthiş kuluçka merkezleriydi. Yapısı ve doğası hakkında çok az şey biliniyor ve dünya henüz aşılamayı yeni yeni öğreniyordu. İnsanlara uygulanan çiçek aşısı dışında, domuz kefali, tavuk kolera, koyun şarbonu veya sığır plöropnömonisine karşı aşı vardı. Savaş ortamı nedeniyle salgın hastalıkların artmasıyla birlikte paniğe kapılan vatandaşlar toplu halde çiçek veya tifoya karşı aşı merkezlerine akın etti. Félix d'Hérelle, eşi ve iki kızı tam zamanlı olarak seferber oldu. Ekibiyle birlikte 12 milyona yakın doz tifo aşısı üretmeyi başardı. “Bazı günler iki hemşirenin yardımıyla 4.000'den fazla kişiye aşı yaptım; biri şırıngaları sterilize etti, diğeri doldurdu»
Shigella bakterilerinin neden olduğu (15 yıl önce Kiyoshi Shiga tarafından keşfedilmişti) bir dizanteri kasıp kavuruyordu. Félix askeri hastanelerinin tuvaletlerinden alınan dışkıları filtreleyerek bakterileri tanımlar ve ilginç bir keşifte bulundu. Bazı test tüplerinde şaşırtıcı bir şekilde hiçbir bakteri bulunmamaktaydı. Benzer bir olayı Arjantin çekirgeleri üzerinde de gözlemlediğini hatırlar. Deney defterlerini gözden geçirir, hiçbir yere varamaz. Birçok uykusuz geceden sonra bilmeceyi çözer. Dizanteri basilinin “sudaki şeker gibi” çözündüğünü ve berrak bir sıvı bıraktığını gördüğü deneylerini yorulmadan tekrarlar.
Bakteriyofajın Keşfi
Çekirgelerin ya da dizanteri hastalarının bağırsaklarında gördükleri hastalıkla değil de iyileşme ile ilgili bir şey olmaz mıydı? Yani “bakterileri yok eden, onları hasta ediyormuş gibi davranan gizemli varlıklar!” Onlara nasıl isim verileceğini düşünürken aklına bir fikir gelir; “Fajin – Yunanca yemek – ve bakteriler. Bakteriyofaj diyeceğiz!»
Keşfini ancak iki yıl sonra Emile Roux'a açıkladı; o da bunu 3 Eylül 1917'de Bilimler Akademisi'ne iletti ve bakterileri yok eden, filtrelenebilir ve aktarılabilir bir canlı organizma hakkındaki sonuçlarını yayımladı. Ancak bu keşif neredeyse hiç fark edilmez ve hiçbir tepkiye yol açmaz. Daha da kötüsü, diploması olmayan bu marjinal adam birkaç yıl boyunca bazıları tarafından vizyon sahibi biri olarak görülürken diğerleri tarafından şaka gibidir.
Ancak inatçıdır; iyileşen hastaları bulmak için dizanteri yoğunluğunun yüksek olduğu bölgeleri tarayarak bakteriyofajların bu tedavinin mimarı olduğuna dair kanıt sunar. Ayrıca, özellikle tavuklarda kolera basiline saldıran bakteriyofajları da araştırır ve onları izole etmeyi başarır. Bundan sonra kendisi için belirlediği stratejiyi takip ederek bakteriyofaj kültürleri yetiştirmeye ve kolera salgını ile savaşmaya çalışır.
1919 yazında d'Hérelle, Necker hastanesine atandı ve yaklaşık yüz dizanterili çocuğu iyileştirdi. Bakteriyofaj kültürleri yaptı ve hastane personelinin ve hastaların önünde bakteriyofajlarının tadına bakıyordu. Ertesi gün, tamamen sağlıklı bir şekilde geri döndüğünde, içinde "mikrop mikroplarının" bulunduğu berrak bir sıvı getirdi. Stajyerler de dahil olmak üzere yaklaşık yirmi kişi sıvıyı tattı ve tatsızdı. Daha sonra hastaları başarıyla tedavi etti.
Keşfi, ne yazık ki bakteriyofaj kültürüne, bazıları antiserum içeren, kültürleri yok eden veya zayıflatan ve bakteriyofajları etkisiz hale getiren sodyum florür ekleyen diğer uluslararası araştırmacıların hemen ilgisini çekti. Bu, keşfin itibarını sarsacak ve Felix'e karşı söylentiyi körükleyecekti. Her halükârda “kitlelerin yenilik korkusu vardı”. Louis Pasteur'ün yaptığı gibi kamuoyu önünde onlarla yüzleşti.
Pasteur laboratuvarlarını sarsan tartışma tüm dünyaya yayıldı. 1921'de Paris'ten ayrılarak Hollanda'ya, ardından 1928'de Amerika Birleşik Devletleri'ne gitti ve burada bakteriyoloji profesörü olarak Yale Üniversitesi'ne girdi. Bilim maceraperestleri hakkında kurgu romanlar yazılır, özellikle Reader's Digest'te. Bir bilimsel kurgu onu Martin Arrowsmith adlı ana karakter olarak tasvir ediyordu. 1930'da Pulitzer Edebiyat Ödülü'nü ve Nobel Edebiyat Ödülü'nü kazanan bu roman, aynı yıl John Ford'un dört Oscar adaylığıyla beyazperdeye taşıdığı filme de temel oluşturdu. Pasteur Enstitüsü'nden d'Hérelle'in bakteriyofajın kâşifi olduğu, ancak bu keşfi sahiplenmeye çalışan İngiliz bakteriyolog Frederick William Twort'un (1877-1950) aleyhine olduğu belirtiliyordu.
Felix, veba, kolera, çiçek hastalığı, sarı humma gibi hastalıkların yayılmasını önlemek amacıyla birçok ülke yetkililerinin isteği üzerine Amerika'dan ayrılarak öncelikle Mısır'a gitti: “Gezerken sefalet gördüm, bu kadar acınası başka bir şey görmedim”. Kahire'den fareler tarafından yayılan veba salgınının olduğu Bombay'a gitti. Bazılarının bağışıklık geliştirdiğini ve vebadan kurtulduğunu keşfetti, bu da bakteriyofajların varlığına işaret ediyordu. Mısır'a döndüğünde, Hindistan'da yetiştirdiği bakteriyofajları kullanarak bir denizciyi vebadan kurtardı. İngiliz sömürge yetkililerinin isteği üzerine kolera salgınının olduğu Hindistan'a doğru yola çıktı. 1931'de hastalığa yakalandığında bakteriyofaj ampullerini yuttu. Koleranın bakteriyofajlarla tedavisini ilk kez bu şekilde kullandı.
Saha araştırmacılarından oluşan ekipler oluşturdu ve laboratuvarda hazırlanan bakteriyofaj kültürlerini kuyulara atarak çevreye yayılmasını sağladı. Hastanelerde ölüm oranı % 2'lere düştü, hastalar burada bakteriyofaj ve dehidrasyonu gidermek için yoğun tuzlu su ile tedavi ediliyordu.
İyi bir anlaşma olduğunu hisseden bazı ilaç şirketleri eczanelerde satılan bakteriyofajlar üretmeye başladı. Ama bu o kadar basit değildi! Şüphelenen d'Hérelle birkaç kutu aldı ve içindekilerin ya çok zayıf ya da daha kötü olduğunu gördü. Şişeler yalanlarla doluydu.
Seyahatlerinden dönen Félix, Paris'te kendi laboratuvarını kurdu ve burada belirli bakterilerin direnci ve bakteriyofajlara adaptasyon olasılığı üzerine araştırmalarını yürüttü. Saldırıya uğrayan bakterilerin direnç geliştirmesi muhtemeldi, hastalık kronikleşir, bazen mutasyonlara yol açan bir simbiyoz oluşur, ve bir çok şey… Aslında bakteri ve virüsler zorluklarla karşılaştıklarında kendilerini güçlendirmek için mutasyona uğrarlar. Hayatta hiçbir şey basit değildir.
Pasteur Enstitüsü'nde tanıştığı arkadaşı George Eliava'nın çağrısı üzerine, Tiflis'te bir bakteriyoloji araştırma enstitüsü kurdu. (1991’de enstitü gezegendeki en büyük bakteriyofaj koleksiyonuna sahiptir; yaklaşık 6.000 tür). Döndüğünde ise terapötik tedavilere yönelik bakteriyofajların üretimi için Paris'te laboratuvarını tekrar kurdu ve 1938'de The Phénomène de la Cure des maladies infectiques'i yayınladı.
1940 yılında Hérelle'in ailesi, Kanada uyruklu olmaları nedeniyle Fransız yetkililer tarafından Vichy'de tecrit edildi, ardından 1942'de Almanlar tarafından savaşın sonuna kadar ev hapsine alındı.
Yaklaşık kırk ülkede seyahatle geçen bir ömre sahip olan Félix d'Hérelle 1949'da öldü ve unutuldu.
Félix d'Hérelle ilk kez bakteriofajlardan bahsettiğinde hiçbir optik alet bakteriyofajları ayırt edecek kadar güçlü değildi. Alman araştırmacılar, 1940 yılında elektron mikroskobunun icadı sayesinde bakteriyofajın ilk fotoğraflarını çekmeyi başardılar. Görüntü bulanık ama mikroskop altında incelendiğinde Escherichia coli bakterisine tutunmaya çalışan şekiller görülüyordu. 1947'de Pasteur Enstitüsü bakteriyofajlarla ilgili ilk yayının otuzuncu yıldönümünü kutladı. Birkaç yıl sonra, taramalı elektron mikroskobu kullanılarak 14.000 kat büyütülmüş bir görüntü, bakteriyofajların varlığını kesin olarak doğruladı.
Savaşın ardından laboratuvarları L'Oréal tarafından satın alındı ve 1999 yılında Sanofi ile birleştirildi. Torunu Claude-Hubert Mazure, 1990'larda Fransız ve Kanada arşivlerini arayarak hafızasını yeniden canlandırdı.
Bugün, Félix d'Hérelle'nin Petri kaplarında gözlemlediği bakterilerin bakteriyofajlar tarafından parçalanmasının (organik elementlerin fiziksel, kimyasal veya biyolojik ajanlar tarafından yok edilmesinin), çoğu ekosistemde önemli bir olgu olduğunu biliyoruz. Bakterilerin %10-50'sinin ölümünden sorumlu olduğu söylenir ve deniz tutkunları için deniz havasının kokusuna neden olan dimetil sülfürün salınmasına neden olan şeyin de bu olduğu söylenir.
Bakteriyofajlar artık virüs sınıflandırılmasında yerlerini aldı: Caudovirales takımı, faydaları inkar edilemez. Bununla birlikte, bir bakteriye saldırmak için genellikle yalnızca canlı organizmalardan oluşan bir kokteyl kullanmak değil, aynı zamanda onları her enfeksiyona uyarlamak da gerekir. Bu nedenle bakteriyofajların pazarlanması için seri üretimi mümkün değildir; tedaviler daha bireyseldir.
Bir bakteri paraziti olan bakteriyofaj, bağırsakların da normal bir konakçısıdır. Doğumda bağırsakta bulunmaz, dördüncü ile onikinci gün arasında ortaya çıkar; bebekler sıradan bağırsak florasındaki mikroplar gibi, her yerde bulunan bakteriyofaj tarafından da 'kirlenmiştir'.
Bakteriyofajların hayvancılık veya tarımdaki yararlarının da farkındayız; bitkiler de bakterilerin saldırısına uğruyor. Bu nedenle faj terapisi şüphesiz antibiyotiklere tamamlayıcı bir silah olabilir. Fransız bakteriyofaj koleksiyonu neredeyse Amerika'ya satılacaktı. Pasteur Enstitüsü tarafından engel olundu.
Kaynaklar:
- Félix d'Hérelle, Nobel için fazla asi, Raymond Lemieux, Editions multimonde, 2017;
- Félix d'Hérelle'nin Otobiyografisi, bir bakteriyologun gezintileri, Alain Dublanchet, Editions Médicales Internationales, 2017;
- Bakteriyofaj: bağışıklıktaki rolü, Félix D'hérelle, Masson ve Cie, 1921;
- Félix d'Hérelle, bakteriyofajların kaşifi, https://www.pasteur.fr/fr