Avery (1877? -1955) fut l'un des pères fondateurs de l'immunochimie et un contributeur majeur à l'évolution scientifique de la microbiologie.
Oswald Theodore Avery fut l'un des pères fondateurs de l'immunochimie (l'étude des aspects chimiques de l'immunologie) et un contributeur majeur à l'évolution scientifique de la microbiologie. Ses études sur le virus du pneumocoque (provoquant une pneumonie aiguë) ont conduit à une classification plus poussée du virus en plusieurs types distincts et à l'identification éventuelle des différences chimiques entre diverses souches virales de pneumocoques. Ses travaux sur les polysaccharides capsulaires et leur rôle dans la détermination de la spécificité immunologique et de la virulence des pneumocoques ont conduit directement au développement de tests diagnostiques pour démontrer la présence d'anticorps circulants. Ces études ont également contribué au développement de sérums thérapeutiques utilisés pour traiter le virus de la pneumonie. Parmi ses contributions les plus originales à l'immunologie figurait l'identification de carbohydrates complexes jouant un rôle important dans de nombreux processus immunologiques. Le plus grand impact d'Avery sur la science, cependant, a été sa découverte que l'acide désoxyribonucléique (ADN) est la base moléculaire pour transmettre l'information génétique dans l'auto-réplication biologique. Cette découverte a obligé les généticiens de l'époque à réévaluer leur insistance sur la protéine comme principal moyen de transmission de l'information héréditaire.
Cette nouvelle focalisation sur l'ADN a conduit au modèle d'ADN de James Watson et Francis Crick en 1952 et à une éventuelle révolution dans la compréhension des mécanismes de l'hérédité au niveau moléculaire.
Avery est né le 21 octobre 1877 (une source dit 1887), à Halifax, Nouvelle-Écosse, de Joseph Francis et Elizabeth Crowdy Avery. Son père était originaire d'Angleterre et un membre du clergé dans l'église baptiste, avec lequel Avery devait maintenir une affiliation à vie. En 1887, la famille Avery émigre aux États-Unis et s'installe à New York, où Avery passera près de soixante et un ans de sa vie. Un homme privé, il a gardé sa vie personnelle, même de ses collègues, et a rarement parlé de son passé. Il a estimé que la recherche devrait être la base principale de l'évaluation pour une vie scientifique, prolongeant son mépris pour les questions personnelles au point qu'il a refusé une fois d'inclure les détails de la vie personnelle d'un collègue dans une nécrologie. L'argument d'Avery était que la connaissance des choses en dehors du laboratoire n'a aucune incidence sur la compréhension des accomplissements d'un scientifique. En conséquence, Avery, qui ne s'est jamais marié, a réussi à garder ses affaires personnelles hors de la vue du public.
Avery est diplômée en B.A. Diplômé de l'Université Colgate en 1900, il obtint son doctorat en médecine du Collège des médecins et chirurgiens de l'Université de Columbia en 1904. Il se consacra ensuite à la chirurgie générale pendant trois ans mais se tourna rapidement vers la recherche et devint directeur adjoint de la division bactériologie. Laboratoire Hoagland à Brooklyn. Bien que son séjour au laboratoire lui permette d'étudier les espèces de bactéries et leur relation avec les maladies infectieuses et qu'il soit un précurseur de son intérêt pour l'immunologie, une grande partie de son travail consistait à mener ce qu'il considérait comme des enquêtes de routine. Finalement, Rufus Cole, directeur de l'hôpital Rockefeller Institute, a pris connaissance des recherches d'Avery, qui comprenaient des travaux d'intérêt bactériologique général, tels que la détermination de la concentration optimale en ions hydrogène pour la croissance du pneumocoque, développant une méthode simple et rapide de différenciation humaine. et streptococcus hemolyticus bovin, et l'étude de la nutrition bactérienne. Impressionné par les capacités analytiques d'Avery, Cole demanda à Avery de rejoindre l'hôpital de l'institut en 1913. Avery y passa le reste de sa carrière.
À l'institut, Avery a fait équipe avec A. Raymond Dochez dans l'étude des pneumocoques (pneumonie), un domaine qui allait prendre une grande partie de ses efforts de recherche au cours des prochaines décennies. Bien que Dochez devait finalement quitter l'institut, lui et Avery ont maintenu une collaboration scientifique permanente. Au début de leur séjour au Rockefeller Institute, les deux scientifiques ont classé les types de pneumocoques trouvés chez les patients et les porteurs, ce qui a permis de mieux comprendre l'infection pulmonaire à pneumocoque et les causes, l'incidence et la distribution de la pneumonie lobaire. Au cours de ces études de classification immunologique, Avery et Dochez ont découvert des substances solubles spécifiques du pneumocoque pendant la croissance dans un milieu cultivé. Leur identification subséquente de ces substances dans le sang et l'urine de patients atteints de pneumonie lobaire a montré que les substances
étaient le résultat d'un véritable processus métabolique et pas simplement le résultat de la désintégration pendant la mort cellulaire.
Avery était convaincu que les substances spécifiques solubles présentes dans les pneumocoques étaient en quelque sorte liées à la spécificité immunologique des bactéries. En 1922, travaillant avec Michael Heidelberger et d'autres à Rockefeller, Avery a commencé à concentrer ses études sur la nature chimique de ces substances et a finalement identifié les polysaccharides (hydrates de carbone complexes) comme substances spécifiques solubles du pneumocoque. En conséquence, Avery et ses collègues ont été les premiers à montrer que les glucides étaient impliqués dans les réactions immunitaires. Son laboratoire à Rockefeller a ensuite démontré que ces substances, qui proviennent de la paroi cellulaire (spécifiquement les enveloppes capsulaires de la bactérie), peuvent être différenciées en plusieurs types sérologiques différents en raison des différentes compositions chimiques en fonction du type de pneumocoque. Par exemple, le polysaccharide des pneumocoques de type 1 contient de l'azote et est partiellement composé d'acide galacturonique. Les pneumocoques de type 2 et 3 contiennent des hydrates de carbone sans azote comme substances solubles, mais les hydrates de carbone du type 2 sont constitués principalement de glucose et ceux du type 3 sont composés d'unités d'acide aldobionique. Avery et Heidelberger ont ensuite montré que ces diverses substances chimiques sont responsables de la spécificité bactérienne. Ce travail a ouvert une nouvelle ère dans la recherche biochimique, en particulier dans l'établissement de l'identité immunologique de la cellule.
En plus de clarifier et de systématiser les efforts en bactériologie et en immunologie, le travail d'Avery a jeté les bases d'investigations immunologiques modernes dans le domaine des antigènes (parties de protéines et de glucides) en tant que marqueurs moléculaires essentiels qui stimulent et déterminent en grande partie succès des réponses immunologiques. Avery et ses collègues ont découvert que des anticorps anti-infectieux spécifiques agissaient en neutralisant la capacité du polysaccharide capsulaire bactérien à interférer avec la phagocytose (la production de cellules immunitaires qui reconnaissent et attaquent les substances étrangères). Finalement, les découvertes d'Avery ont conduit les scientifiques à développer des immunisations qui ont fonctionné en empêchant une réponse antigénique du matériel capsulaire. Avery a également supervisé des études qui ont montré des réponses immunologiques similaires dans Klebsiella pneumonia et Hemophilus influenza. Ces études ont abouti à des tests diagnostiques hautement spécifiques et à la préparation d'antigènes immunisants et de sérums thérapeutiques. Le point culminant du travail d'Avery dans ce domaine a été un article qu'il a co-écrit avec Colin Munro MacLeod et Maclyn McCarty en 1944 intitulé «Études sur la nature chimique de la transformation des types pneumococciques induisant la transformation par une fraction désoxyribonucléique isolée du pneumocoque de type III. " Dans leur article, publié dans le Journal of Experimental Medicine, les scientifiques ont fourni des données concluantes sur le fait que l'ADN est la base moléculaire de la transmission de l'information génétique dans l'autoréplication biologique
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En 1931, l'attention d'Avery s'est tournée vers la «transformation» des bactéries, en s'appuyant sur les études du microbiologiste Frederick Griffith montrant que les virus pouvaient transmettre la virulence. En 1928, Griffith a montré pour la première fois que les pneumocoques virulents tués par la chaleur pouvaient rendre une souche non virulente virulente (produire une maladie). En 1932, Griffith stupéfia le monde scientifique en annonçant qu'il avait manipulé la spécificité immunologique des pneumocoques. À l'époque, Avery était en congé souffrant de la maladie de Grave. Il a initialement dénoncé la réclamation de Griffith et a cité des contrôles expérimentaux inadéquats. Mais en 1931, après son retour au travail, Avery commença à étudier les modifications héréditaires transmissibles de la spécificité immunologique, confirmées par plusieurs scientifiques. Ses recherches ultérieures ont produit l'un des grands jalons de la biologie.
En 1933, l'associé d'Avery, James Alloway, avait isolé une solution brute de l'agent de transformation. Immédiatement, le laboratoire s'est concentré sur la purification de ce matériel. En travaillant avec le pneumocoque capsulé de type 3, Avery réussit finalement à isoler une solution hautement purifiée de l'agent transformant qui pourrait transmettre l'information héréditaire des polysaccharides capsulaires à des souches non encapsulées. En conséquence, les souches non encapsulées pourraient maintenant produire des polysaccharides capsulaires, un trait continué dans les générations suivantes. La substance responsable du transfert de l'information génétique était l'ADN. Ces études ont également été les premières à modifier le matériel héréditaire à des fins de traitement.
Avery, cependant, est resté prudent sur les implications de la découverte, soupçonnant qu'une autre composante chimique de l'ADN pourrait être responsable du phénomène. Mais d'autres travaux de McCarty et Moses Kunitz ont confirmé les résultats. Alors que certains scientifiques, comme Peter Brian Medawar, ont salué la découverte d'Avery comme le premier pas des «âges sombres» de la génétique, d'autres ont refusé d'abandonner la notion de longue date que la protéine était la base de l'héritage physique. La modélisation ultérieure de la molécule d'ADN par James Watson et Francis Crick a permis de comprendre comment l'ADN se réplique, et la démonstration de la présence de l'ADN chez tous les animaux a clairement démontré son rôle essentiel dans l'hérédité.
Avery a également continué à travailler sur d'autres aspects antigéniques des hydrates de carbone et du système immunitaire. Il a été le premier à créer des traitements à base d'anticorps qui ont réussi à protéger les animaux de laboratoire de l'infection, essentiellement en enlevant l'enveloppe capsulaire protectrice de la cellule virulente. Collaborant avec Dochez, il a classé immunologiquement les streptocoques hémolytiques (destructeurs des cellules sanguines) et identifié de nombreux antigènes spécifiques au travail. Ces efforts ont révélé que le streptocoque hémolytique avait de nombreux types sérologiques. Finalement, le streptocoque hémolytique a été identifié comme agent infectieux dans le rhumatisme articulaire aigu et aigu et la néphrite hémorragique (maladie rénale). Le travail d'Avery a servi de base à la découverte éventuelle d'antibiotiques efficaces contre le streptocoque hémolytique.
Malgré le fait qu'Avery a gardé sa vie personnelle, certaines informations sont connues sur ses intérêts en dehors de la science. Musicien, il a joué au cornet avec le Conservatoire de musique de New York et a organisé son propre groupe. Il a également peint des aquarelles. Républicain indépendant, il a été commandant de bord du Corps de santé de l'armée américaine pendant la Première Guerre mondiale, affecté à l'Institut de recherche médicale. Il a siégé à divers comités consultatifs
pendant la Seconde Guerre mondiale, y compris le Conseil de l'armée américaine pour l'étude et le contrôle de l'épidémie.
Un individu hautement réservé, Avery a préféré se rappeler de ses accomplissements scientifiques. Il a été affectueusement rappelé par beaucoup de ses collègues et anciens étudiants et clairement reconnu pour ses efforts en aidant à résoudre le puzzle de l'hérédité. Ses honneurs étaient nombreux, y compris plusieurs diplômes honorifiques, la médaille d'or Paul Ehrlich et la médaille Copley de la Royal Society of London. Il a également été membre de la National Academy of Sciences et membre étranger de la Royal Society of London. Il a continué à mener des recherches dans les laboratoires du Rockefeller Institute Hospital pendant plusieurs années après sa retraite. Finalement, il a déménagé à Nashville, Tennessee, en 1947. Il y est décédé le 20 février 1955.
Lectures supplémentaires sur Oswald Theodore Avery
Mémoires biographiques des membres de la Société royale, Royal Society (Londres), Volume 2, 1956, pp. 34-47.
Dochez, A.R., "Oswald Theodore Avery," dans Mémoires biographiques, Volume 32, Académie nationale des sciences, 1958, pp. 31-48.
Gillispie, Charles Coulston, éditeur, Dictionnaire de la Biographie Scientifique, Volume 1, Scribner's, 1970, pp. 342-343.
Magner, Lois N., Une histoire des sciences de la vie, Marcel Dekker, 1979, pp. 452-454.
McGraw-Hill Hommes modernes de la science, McGraw-Hill, 1966, pp. 15-17.