Гамалея оборудует микробиологическую лабораторию у себя на дому и с успехом помогает своему учителю. Одновременно он осваивает методы микробиологической работы. Все эти события произошли в 1884 году. И именно этот год и считается годом начала научной деятельности Николая Фёдоровича.
В 1885 году в Париже произошло знаменательное событие в истории медицины – впервые за всё время её существования был спасён от неминуемой мучительной смерти укушенный бешеной собакой девятилетний мальчик из Эльзаса – Жозеф Мейстер. В Пастеровской лаборатории ему сделали первую в мире прививку против бешенства, которую он благополучно перенёс и поправился.
В феврале 1886 года состоялось очередное заседание Общества одесских врачей. На заседании решались два вопроса. Первый – о создании в Одессе специального учреждения для изучения заразных болезней и борьбы с ними. «В первую очередь речь идёт о прививках против бешенства – грозного заболевания, с которым пока умеют бороться только у Пастера в Париже», – отмечалось на заседании [40; 1].
Вторым вопросом были выборы врача, которого необходимо командировать в Париж, к Пастеру, для ознакомления с методами его работы. Рассматривалось несколько кандидатур. И.И. Мечников внёс кандидатуру своего ученика, молодого врача Николая Гамалеи. В конечном итоге собрание остановило свой выбор именно на нём.
В начале мая 1886 года Николай Фёдорович выехал за границу. Одновременно с ним во Францию поехала одно одесситка со своим сыном, укушенным бешеной собакой.
В то время в Париж приезжали люди, укушенные бешеными животными, со всех концов света. Н.Ф. Гамалея обратил внимание, что Пастер позволял приезжим врачам только заботиться о пациентах и наблюдать за тем, как производятся прививки. К технологии же изготовления вакцин этих врачей не допускали (Пастер оберегал своё ноу-хау, как сказали бы сейчас, с целью получения денежных средств, ибо его лаборатория, как потом и Пастеровский институт, финансирования от государства не получала и находилась на самообеспечении). Мы помним, что за пять лет до приезда Н.Ф. Гамалеи к Пастеру у него побывал Л.С. Ценковский, который хотел ознакомиться с технологией изготовления сибиреязвенной вакцины. Но Лев Семёнович получил от Пастера отказ, вернулся в Россию, по сути, ни с чем и самостоятельно разработал сибиреязвенную вакцину (потратив на это около двух лет).
Но Гамалею не устраивала роль простого наблюдателя. Он напрямую обратился к Пастеру и попытался убедить последнего в необходимости ознакомить его, Гамалею, с технологией производства вакцин. И ему это удалось! То ли уж произнесённые Николаем Фёдоровичем речи оказались такими яркими и впечатляющими, то ли Пастер уже разглядел в молодом русском враче талантливого учёного-микробиолога – не известно. Но, скорее всего, главную роль сыграл ещё один фактор.
Дело в том, что среди пациентов, приезжавших к Пастеру из разных стран, появились такие, которым вакцина против бешенства не помогла, и они умерли либо в период производства прививок, либо после них. Эти факты играли против Пастера, компрометировали открытый им метод, давая его недругам дополнительные аргументы. Гамалея провёл углубленный ретроспективный анализ заболеваемости у привитых (в том числе и скончавшихся) и установил, что инкубационный период бешенства не превышает 14 дней. Получалось, что умирали те из вакцинированных пациентов, которым прививки производились уже после истечения указанного срока. Отсюда следовало два вывода. Первый – вакцинировать укушенного бешеным животным нужно как можно раньше после момента укуса. Второй – обойтись одной на весь мир лабораторией для этой цели нельзя. Нужно открывать сеть учреждений, производящих прививки в разных странах, а следовательно, обучать врачей из этих стран технологии производства вакцин и методике их применения.
Итак, Пастер согласился с доводами талантливого русского исследователя. В личном письме, направленном Одесскому обществу врачей, Пастер давал официальное согласие на открытие в Одессе прививочной станции (первой в России, да и в мире (за пределами Франции)), высоко оценив при этом способности Н.Ф. Гамалеи.
Письма-отчёты самого Николая Фёдоровича, отправляемые им коллегам в Одессу, зачитывались на заседаниях Общества. Он писал, что по указанию Пастера приступил к изучению общей бактериологической техники, что занимается изучением сибирской язвы, часто присутствует при производстве прививок против бешенства, работает на кроликах и т.п. В письмах подробно описывался сам способ лечения и порядок прививок. Словом, Пастер всесторонне и добросовестно подготовил своего русского ученика.