Les scientifiques découvrent comment un seul gène a façonné l’évolution de la pandémie de peste

Les scientifiques découvrent comment un seul gène a façonné l’évolution de la pandémie de peste

Les scientifiques ont documenté l'existence d'un seul gène dans la bactérie responsable de la peste bubonique.Yersinia pestislui a permis de survivre pendant des centaines d’années en ajustant sa virulence et le temps nécessaire pour tuer ses victimes, mais ces formes de peste ont fini par disparaître.

Une étude menée par des chercheurs de l'Université McMaster et de l'Institut Pasteur de France publiée aujourd'hui dans la revueScienceaborde quelques questions fondamentales sur les pandémies : comment pénètrent-elles dans les populations humaines, provoquent d’immenses maladies et font évoluer différents niveaux de virulence pour persister dans les populations ?

La peste noire reste la pandémie la plus meurtrière de l’histoire de l’humanité, tuant environ 30 à 50 pour cent des populations d’Europe, d’Asie occidentale et d’Afrique lorsqu’elle se propage dans ces régions. Au XIVe siècle, elle est apparue par vagues pendant plus de 500 ans et a duré jusqu'en 1840.

La peste noire a été causée par la même bactérie qui a causé la peste de Justinien, la première pandémie de peste qui a éclaté au milieu des années 500. La troisième pandémie de peste a débuté en Chine en 1855 et se poursuit aujourd’hui. Ses effets mortels sont désormais mieux contrôlés par les antibiotiques, mais se font toujours sentir dans des régions comme Madagascar et la République démocratique du Congo, où des cas sont régulièrement signalés.

Il s’agit de l’une des premières études de recherche à examiner directement les changements survenus dans un ancien agent pathogène que nous observons encore aujourd’hui, afin de comprendre ce qui détermine la virulence, la persistance et/ou l’extinction éventuelle des pandémies. "

Hendrik Poinar, co-auteur principal de l'étude, directeur du McMaster Ancient DNA Center et titulaire de la chaire Michael G. DeGroote en anthropologie génétique

Les tribus justiniennes de la peste sont mortes après 300 ans de ravages sur les populations européennes et du Moyen-Orient. Les deuxièmes souches pandémiques ont émergé des populations de rongeurs infectés et ont provoqué la peste noire avant de se diviser en deux lignées principales. L’une de ces deux lignées est l’ancêtre de toutes les tribus modernes. Les autres ont été réintroduits en Europe au fil des siècles et ont finalement disparu au début du XIXe siècle.

En utilisant des centaines d'échantillons provenant de victimes de la peste ancienne et moderne, l'équipe s'est concentrée sur un gène connu sous le nom dePLA,une composante de copie élevée deY. pestisCela aide à traverser le système immunitaire sans être détecté jusqu'aux ganglions lymphatiques avant de se propager au reste du corps.

Une analyse génétique approfondie a révélé que leur nombre de copies ou leur nombre totalPLALes gènes trouvés dans la bactérie ont réduit les épidémies ultérieures de la maladie, ce qui a réduit la mortalité de 20 pour cent et augmenté la durée de leur infection, ce qui signifie que les hôtes ont vécu plus longtemps avant de mourir. Ces études ont été menées sur des modèles murins de peste bubonique.

Vice versa, si lePLALe gène était dans son état original, avec un nombre de copies élevé, la maladie était beaucoup plus virulente et tuait chacun de ses hôtes et ce, beaucoup plus rapidement.

Les scientifiques ont également identifié une similitude frappante entre les trajectoires des tribus modernes et anciennes, qui ont évolué indépendamment.PLADans les derniers stades de la première et de la deuxième pandémie et jusqu’à présent dans trois échantillons de la troisième pandémie trouvée au Vietnam aujourd’hui.

Dans les épidémies de Justinien et de la Peste noire, le changement évolutif s’est produit environ 100 ans après les épidémies initiales. Les scientifiques suggèrent qu'à mesure que le nombre de copies de gènes diminuait et que les rats infectés vivaient plus longtemps, ils étaient capables de propager davantage l'infection, assurant ainsi le succès reproducteur de l'agent pathogène.

« La réduction dePLApeut refléter l'évolution de la taille et de la densité des populations de rongeurs et d'humains", explique Poinar. " Il est important de noter que la peste était une épidémie de rats, qui étaient à l’origine d’épidémies et de pandémies. Les gens ont été des victimes accidentelles. "

Les rats noirs dans les villes ont probablement agi comme des « hôtes d’amplification » en raison de leur nombre élevé et de leur proximité avec les humains. Parce que les rats noirs sont très sensibles àY. pestisL'agent pathogène exigeait que les populations de rats restent suffisamment élevées pour fournir de nouveaux hôtesY. pestisPasser et continuer le cycle pandémique.

Cependant, lePLA-Les souches réduites ont fini par disparaître, reflétant probablement un nouveau changement dans la relation hôte-pathogène dans leur environnement.

Lorsque les chercheurs ont recherché des signes d'épuisement dans un large ensemble d'échantillons de troisième pandémie dans une collection de l'Institut Pasteur, ils ont découvert trois souches contemporaines.PLAÉpuisement.

"Grâce à nos collaborateurs internationaux qui surveillent les épidémies locales de peste dans le monde entier, nous avons pu trouver les échantillons bactériens uniques utilisés pour ce projet, comme si nous trouvions trois aiguilles rares dans une botte de foin", explique Javier Pizarro-Cerdá, co-auteur principal de l'ouvrage, directeur de la Direction de laYersiniaUnité de recherche et Centre de Collaboration OMS Pest de l'Institut Pasteur.

L'institut abrite l'une des collections modernes les plus riches au mondeY. pestisIsolate ajoute Guillem Mas Fiol, co-responsable de l'étude et chercheur postdoctoral supervisé par Pizarro-Cerdá.

"L'un des aspects les plus intéressants de notre recherche a été l'opportunité d'étudier un trait qui a été observé pour la première fois dans des souches de peste éteintes et qui a pu être testé expérimentalement pour la première fois dans des souches bactériennes vivantes contemporaines", dit-il.

« Bien que nos recherches mettent en lumière un schéma intéressant dans l’histoire évolutive de la peste, la plupart des souches qui circulent à ce jour en Afrique, en Amérique du Sud et en Inde sont celles qui étaient auparavant responsables d’une mortalité massive », explique Ravneet Sidhu, co-auteur principal de l’étude et candidat au doctorat au McMaster Ancient DNA Center.

Sources :