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Un petit changement bactérien «a causé la peste noire»

Un seul petit changement génétique dans Yersinia pestis a changé le cours de l'histoire humaine, selon de nouvelles recherches publiées dans la revue Communications Nature. L'acquisition d'un gène unique a déplacé cette bactérie de l'infection gastro-intestinale vers la maladie respiratoire mortelle derrière la peste noire.
Cette image du tissu pulmonaire montre des lésions inflammatoires chez une souche ancestrale de la bactérie responsable de la peste pneumonique sans le gène Pla (à gauche) et avec le gène (à droite). L'ajout de Pla a permis à cette souche de provoquer une peste pneumonique.
Crédit d'image: Northwestern University

Les auteurs de la nouvelle étude, de la Feinberg School of Medicine de la Northwestern University à Chicago, ont analysé des souches anciennes de Y. pestis comprendre comment la bactérie a acquis la capacité d’infecter les poumons, entraînant la peste pneumonique.

Dans le plus ancien des Y. pestis les souches qui existent actuellement, l'équipe de Northwestern a observé que bien que les bactéries puissent coloniser les poumons, elles ne peuvent pas provoquer la maladie grave associée à la peste pneumonique.

En examinant ce qui diffère de cette souche ancestrale, par rapport aux autres souches qui entraînent la peste, les chercheurs ont identifié le plus grand changement comme étant un gène de la protéine de surface Pla.

Les auteurs suggèrent donc que lorsque la bactérie a acquis ce gène, sa capacité à infecter les poumons a été renforcée, entraînant une infection pulmonaire fatale connue sous le nom de peste pneumonique.

Pour tester cette théorie, l’équipe de Northwestern a inséré le gène Pla dans la souche ancestrale de Y. pestis. Confirmant l'hypothèse, l'addition du gène a permis à la souche de provoquer une infection respiratoire identique à celle provoquée par les souches modernes de la bactérie.

Bien que la bactérie ait gagné et perdu des gènes au cours des derniers millénaires, les chercheurs ont constaté qu’aucun autre changement n’était nécessaire pour transformer la souche ancestrale de Y. pestis en un capable de produire de la peste.

Un autre changement a permis la peste bubonique

En regardant de plus près le gène Pla, l'équipe a également constaté qu'une seule modification du gène permettait aux bactéries de se propager et d'infecter les ganglions lymphatiques. Cette modification, trouvée dans les souches modernes de Y. pestis, cause l'infection familière comme la peste bubonique.

Sur la base de ces découvertes, les auteurs pensent que Y. pestis évolué en tant que pathogène respiratoire avant sa capacité de causer la peste bubonique, qui est la forme la plus courante de la maladie.

Cette théorie renverse la réflexion précédente sur l'évolution de Y. pestis, mais les chercheurs affirment que cela pourrait expliquer comment la bactérie a provoqué des épidémies localisées de peste et des pandémies telles que la peste noire, qui ont peut-être tué plus de la moitié de la population européenne.

"Nos données suggèrent que l'insertion puis la mutation ultérieure de Pla ont permis l'apparition de nouvelles souches de maladies en évolution rapide", déclare Wyndham Lathem, PhD, professeur adjoint en microbiologie-immunologie à Northwestern. "Cette information peut montrer comment de nouveaux agents pathogènes respiratoires pourraient émerger avec seulement de petits changements génétiques."

"Cette recherche nous aide à mieux comprendre comment les bactéries peuvent s'adapter à de nouveaux environnements hôtes pour provoquer des maladies en acquérant de petits fragments d'ADN", conclut M. Lathem.

En mai, Nouvelles médicales aujourd'hui a rapporté qu'une petite épidémie de peste pneumonique dans le Colorado était le résultat de la première incidence aux États-Unis d'un humain contractant la maladie d'un chien. L'épidémie a également marqué le premier cas de transmission interhumaine de la peste humaine depuis près d'un siècle.

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