Hans Christian Gram : L'homme modeste derrière la coloration

Hans Christian Gram a inventé l'un des tests diagnostiques les plus importants de l'histoire de la médecine et, dans l'article qui l'annonçait, il a sous-estimé sa propre découverte. « J'ai donc publié la méthode », écrivait-il, « bien que je sois conscient qu'elle est encore très défectueuse et imparfaite ». Cent quarante ans plus tard, les médecins du monde entier l'utilisent toujours, sans modification dans ses principes essentiels, avant de savoir quel antibiotique prescrire.

Une éducation à Copenhague entre science et droit

Gram est né le 13 septembre 1853 à Copenhague, au Danemark, fils de Frederik Terkel Julius Gram, professeur de jurisprudence, et de Louise Christiane Roulund. Il s'est rapidement tourné vers les sciences naturelles plutôt que vers le domaine de son père, obtenant son baccalauréat à l'École métropolitaine de Copenhague en 1871, puis travaillant comme assistant du zoologiste Japetus Steenstrup, ce qui lui a donné une base pratique précoce en botanique, pharmacologie et microscopie — la combinaison exacte de compétences que sa découverte ultérieure exigerait. Il est entré à la faculté de médecine en 1878, a passé plusieurs années à voyager et à étudier à travers l'Europe, et a obtenu son diplôme de médecine à l'Université de Copenhague en 1883. En chemin, il avait déjà démontré des capacités de recherche, remportant une médaille d'or en 1882 pour ses travaux sur les globules rouges chez des patients atteints d'anémie chlorotique.

Une découverte faite en travaillant sur le problème de quelqu'un d'autre

La percée est survenue presque comme un sous-produit d'autres recherches. En 1884, travaillant à Berlin aux côtés du pathologiste Carl Friedländer, Gram tentait d'améliorer la visualisation microscopique des bactéries dans le tissu pulmonaire de patients atteints de pneumonie. Il a appliqué un colorant cristal violet (violet de gentiane) sur des échantillons bactériens, a fixé la couleur avec une solution d'iode, puis a lavé la préparation avec de l'alcool — et a remarqué que certaines bactéries retenaient obstinément le colorant violet après le lavage à l'alcool tandis que d'autres le perdaient complètement et devaient être révélées avec une contre-coloration rose, la safranine. Cette observation simple, presque accidentelle, a révélé une division structurelle fondamentale dans tout le règne bactérien : ce que l'on appellerait les organismes Gram-positifs, avec des parois cellulaires épaisses qui piègent le colorant, et les organismes Gram-négatifs, avec des parois plus minces qui le libèrent.

S'appuyant sur Ehrlich, expliquant la division

Gram n'a pas inventé la coloration aux colorants d'aniline à partir de rien ; il s'est appuyé sur les techniques que le médecin allemand Paul Ehrlich avait déjà développées pour colorer les tissus et les bactéries avec du violet de gentiane, et des comptes-rendus ultérieurs lui créditent d'avoir ouvertement reconnu Ehrlich pour avoir ouvert cette voie, tout en affirmant que seule la séquence spécifique — cristal violet, puis iode, puis un lavage à l'alcool — était sa propre contribution, obtenue par des essais empiriques dans le laboratoire de Friedländer plutôt que par une théorie sur l'anatomie bactérienne. La raison pour laquelle sa séquence fonctionnait n'a pas été comprise pendant la majeure partie d'un siècle par la suite : les organismes Gram-positifs portent une paroi externe épaisse de peptidoglycane qui se déshydrate sous le rinçage à l'alcool, fermant ses pores et emprisonnant le complexe cristal violet-iode à l'intérieur, tandis que les organismes Gram-négatifs ont une couche de peptidoglycane plus mince enveloppée dans une membrane lipidique externe que l'alcool dissout, libérant le colorant violet et laissant la cellule absorber la contre-coloration rose à la place. Gram n'avait pas accès à cette explication, et selon tous les témoignages, il ne considérait pas la distinction sur laquelle il était tombé comme une réussite majeure — après son retour à Copenhague, il n'a pas poursuivi la technique plus avant, la traitant comme un outil clinique modeste plutôt que comme une découverte méritant de fonder une carrière de recherche.

Un test qui réduit le problème de moitié

La valeur pratique de la distinction a été immédiate et durable. Confronté à une infection bactérienne non identifiée, une simple coloration de Gram réduit instantanément le champ des suspects de moitié environ — séparant, par exemple, le staphylocoque Gram-positif de l'E. coli Gram-négatif — avant même qu'une culture ait fini de pousser. À une époque où les antibiotiques n'existaient pas du tout, cette classification a donné aux médecins et aux chercheurs leur première carte structurelle fiable du monde bactérien ; une fois que les antibiotiques sont arrivés des décennies plus tard, la même coloration est devenue le guide le plus rapide disponible sur la classe de médicament susceptible de fonctionner, car les bactéries Gram-positives et Gram-négatives répondent de manière caractéristique différemment à de nombreux agents antimicrobiens. Cela reste, sans changement dans ses étapes fondamentales, une pratique standard dans les laboratoires hospitaliers du monde entier, prisée avant tout pour sa rapidité : une coloration de Gram peut guider le choix d'un antibiotique des heures ou des jours avant qu'une culture bactérienne ne confirme un diagnostic, bien qu'elle reste beaucoup moins spécifique que les techniques modernes de biologie moléculaire et de séquençage génétique.

Une carrière au-delà de la coloration

Gram n'a pas construit sa carrière uniquement sur cette coloration, et en fait, il s'est largement éloigné de la bactériologie par la suite. Il est retourné à Copenhague pour pratiquer la médecine, est devenu professeur de pharmacologie à l'Université de Copenhague en 1891, et en 1900, il est passé à un poste de professeur titulaire de médecine, servant simultanément comme médecin-chef en médecine interne au Royal Frederiks Hospital de 1892 à 1923. Il a présidé la Commission de la Pharmacopée du Danemark de 1901 à 1921 et a publié un ouvrage en quatre volumes sur la pharmacothérapie clinique entre 1902 et 1909 qui est devenu un texte de référence pour les médecins danois, en plus d'une pratique privée substantielle. Il a épousé Louise I. C. Lohse en 1889 ; elle est décédée seulement onze ans plus tard. Les honneurs se sont accumulés régulièrement malgré son profil public discret : membres honoraires de sociétés médicales suédoises et allemandes, un diplôme de médecine honorifique de l'Université de Kristiania (Oslo) en 1912, et la Croix de commandeur de Dannebrog et la Médaille d'or du mérite du Danemark.

Pourquoi Hans Christian est qualifié de génie

L'argument en faveur de son génie repose sur une observation unique, étroite et extraordinairement durable plutôt que sur un vaste corps de travaux théoriques. Gram n'était pas, selon son propre récit ou celui de ses collègues, un théoricien exceptionnellement brillant ; son humilité déclarée quant à l'imperfection de la méthode semble authentique plutôt que de la fausse modestie, et il a passé le reste de sa carrière principalement dans la médecine clinique et l'administration pharmaceutique plutôt que de poursuivre d'autres percées bactériologiques — selon plusieurs comptes-rendus, il ne pensait même pas que la distinction qu'il avait trouvée méritait une enquête plus approfondie une fois rentré chez lui. Ce qu'il possédait, selon les preuves, était un génie d'observation — celui qui remarque une anomalie que d'autres chercheurs auraient écartée comme une défaillance technique (certaines bactéries ne se nettoyaient tout simplement pas comme prévu) et reconnaît au contraire que l'anomalie elle-même était la découverte. C'est un type de don intellectuel différent et plus étroit que l'éclat théorique soutenu : plus proche de Fleming remarquant la moisissure tuant les bactéries que d'un scientifique construisant un cadre complet. Le constat honnête est que Gram a fait exactement une découverte d'importance majeure dans une longue carrière médicale consacrée par ailleurs à la pratique clinique de routine et à l'administration de la pharmacopée — un génie d'une seule observation bien placée plutôt que de toute une vie d'entre elles.

Héritage

Gram a pris sa retraite en 1923 et a passé ses dernières années à étudier l'histoire de la médecine, une tournure appropriée pour un homme dont le propre nom était déjà devenu définitivement ancré dans le vocabulaire médical. Il est décédé le 14 novembre 1938 à Copenhague à l'âge de quatre-vingt-cinq ans, et a été enterré au cimetière Assistens de la ville aux côtés de Hans Christian Andersen et Niels Bohr. Son arrière-petite-fille, Lone Gram, poursuit la lignée scientifique de la famille en tant que microbiologiste à l'Université technique du Danemark. La coloration qui porte son nom est toujours le premier test effectué sur un échantillon bactérien non identifié dans les cliniques et les hôpitaux du monde entier, un cas rare de technique de laboratoire du XIXe siècle que la médecine moderne n'a jamais trouvé de raison de remplacer.