La recherche a découvert de nouvelles preuves que l’une des périodes les plus sombres de l’histoire humaine enregistrée a exercé une pression sélective considérable sur la population humaine, modifiant la fréquence de certaines variantes génétiques liées au système immunitaire et affectant notre sensibilité aux maladies aujourd’hui.
La peste noire, qui a tué jusqu’à 50% de la population européenne en moins de cinq ans, a été le plus grand événement de mortalité de l’histoire enregistrée. De nouvelles recherches ont découvert des preuves que l’une des périodes les plus sombres de l’histoire humaine enregistrée a exercé une pression sélective substantielle sur la population humaine, modifiant la fréquence de certaines variantes génétiques liées au système immunitaire et affectant notre sensibilité aux maladies aujourd’hui.
La peste noire (également appelée la peste, la grande mortalité ou simplement la peste) était une pandémie de peste bubonique qui s’est produite en Eurasie occidentale et en Afrique du Nord de 1346 à 1353. C’est la pandémie la plus mortelle de l’histoire humaine enregistrée, causant la mort de 75 à 200 millions de personnes. La peste a créé d’importants bouleversements religieux, sociaux et économiques, avec des effets profonds sur le cours de l’histoire européenne.
Les résultats de l’étude, qui a été menée par le
” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>University of Chicago (UChicago), McMaster University, and the Institut Pasteur, were published on October 19 in the journal Nature.
Caused by the bacterium Yersinia pestis (Y. pestis), the global pandemic of the bubonic plague wiped out 30% to 60% of people in cities across North Africa, Europe, and Asia, with massive repercussions for the human race — and, apparently, our genome.
“This was a very direct way to evaluate the impact that a single pathogen had on human evolution,” said co-senior author on the study, Luis Barreiro, PhD, Professor of Genetic Medicine at UChicago. “People have speculated for a long time that the Black Death might be a strong cause of selection, but it’s hard to demonstrate that when looking at modern populations, because humans had to face many other selective pressures between then and now. The only way to address the question is to narrow the time window we’re looking at.”
Une nouvelle recherche de l’Université de Chicago, de l’Université McMaster et de l’Institut Pasteur a trouvé des preuves que l’une des périodes les plus sombres de l’histoire de l’humanité a exercé une pression sélective importante sur la population humaine, modifiant la fréquence de certaines variantes génétiques liées au système immunitaire et affectant notre susceptibilité à la maladie aujourd’hui. Crédit : UChicago Medicine
Dans l’étude, les scientifiques ont profité des progrès récents de la technologie de séquençage pour examiner les anciens
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>ADN[{“attribute=””>DNA des échantillons d’ossements de plus de 200 personnes de Londres et du Danemark décédées avant, pendant et après que la peste noire ait balayé la région à la fin des années 1340. En utilisant le séquençage ciblé d’un ensemble de 300 gènes liés au système immunitaire, ils ont identifié quatre gènes qui, selon la variante, protégeaient contre ou augmentaient la sensibilité à Y. pestis.
“C’est, à ma connaissance, la première démonstration qu’en effet, la peste noire était une pression sélective importante pour l’évolution du système immunitaire humain”, a déclaré Barreiro.
Un membre du laboratoire Barreiro travaille dans la hotte de culture tissulaire. Crédit : UChicago Medicine
L’équipe de recherche s’est concentrée sur un gène ayant une association particulièrement forte avec la susceptibilité : ERAP2. Les personnes qui possédaient deux copies d’une variante génétique spécifique, appelée rs2549794, étaient capables de produire des copies complètes de la ERAP2 transcrit, produisant donc plus de protéine fonctionnelle, par rapport à un autre variant qui a conduit à une version tronquée et non fonctionnelle du transcrit. ERAP2 fonctionnel joue un rôle en aidant le système immunitaire à reconnaître la présence d’une infection.
“Lorsqu’un macrophage rencontre une bactérie, il la coupe en morceaux pour qu’ils soient présentés à d’autres cellules immunitaires signalant qu’il y a une infection”, a déclaré Barreiro. « Le fait d’avoir la version fonctionnelle du gène semble créer un avantage, probablement en améliorant la capacité de notre système immunitaire à détecter l’agent pathogène envahissant. Selon notre estimation, posséder deux copies de la variante rs2549794 aurait rendu une personne environ 40 % plus susceptible de survivre à la peste noire que celles qui avaient deux copies de la variante non fonctionnelle.
Luis Barreiro, PhD, co-auteur principal de l’étude. Crédit : UChicago Medicine
L’équipe est même allée jusqu’à tester comment la variante rs2549794 affectait la capacité des cellules humaines vivantes à aider à combattre la peste, déterminant que les macrophages exprimant deux copies de la variante étaient plus efficaces pour neutraliser Y. pestis par rapport à ceux qui n’en ont pas.
« Examiner les effets des variantes ERAP2 in vitro nous permet de tester fonctionnellement comment les différentes variantes affectent le comportement des cellules immunitaires de l’homme moderne lorsqu’elles sont confrontées à la vie Yersinia pestis,” a déclaré Javier Pizarro-Cerda, PhD, responsable du Yersinia Unité de recherche et directeur du Centre collaborateur de l’Organisation mondiale de la santé pour la peste à l’Institut Pasteur. “Les résultats confirment les anciennes preuves ADN que rs2549794 protège contre la peste.”
Tauras Vilgalys, PhD, analyse des données de séquençage obtenues à partir d’ADN ancien. Crédit : UChicago Medicine
L’équipe a en outre conclu que la sélection de rs2549794 fait partie de l’évolution de l’acte d’équilibrage place sur notre génome ; tandis que ERAP2 est protectrice contre la peste noire, dans les populations modernes, la même variante est associée à une susceptibilité accrue aux maladies auto-immunes, notamment en agissant comme un facteur de risque connu de la maladie de Crohn.
“Les maladies et les épidémies comme la peste noire laissent des impacts sur nos génomes, comme les projets d’archéologie à détecter”, a déclaré Hendrik Poinar, PhD, professeur d’anthropologie à l’Université McMaster et co-auteur principal de l’étude. « Il s’agit d’un premier aperçu de la façon dont les pandémies peuvent modifier nos génomes mais ne sont pas détectées dans les populations modernes. Ces gènes sont soumis à une sélection équilibrée – ce qui a fourni une formidable protection pendant des centaines d’années d’épidémies de peste s’est avéré être aujourd’hui lié à l’auto-immunité. Un système immunitaire hyperactif a peut-être été formidable dans le passé, mais dans l’environnement d’aujourd’hui, il n’est peut-être pas aussi utile.
Les membres du Barreiro Lab mènent des expériences de culture cellulaire. Crédit : UChicago Medicine
Les recherches futures étendront le projet pour examiner l’ensemble du génome, et pas seulement un ensemble sélectionné de gènes liés au système immunitaire ; et l’équipe espère explorer les variantes génétiques qui affectent la sensibilité aux bactéries chez l’homme moderne et les comparer à ces anciens échantillons d’ADN pour déterminer si ces variantes étaient également le résultat de la sélection naturelle.
“On parle beaucoup de la façon dont les agents pathogènes ont façonné l’évolution humaine, donc être en mesure de démontrer formellement quelles voies et quels gènes ont été ciblés nous aide vraiment à comprendre ce qui a permis aux humains de s’adapter et d’exister aujourd’hui”, a déclaré Barreiro. “Cela nous renseigne sur les mécanismes qui nous ont permis de survivre à travers l’histoire et pourquoi nous sommes toujours là aujourd’hui.”
Référence : Jennifer Klunk, Tauras P. Vilgalys, Christian E. Demeure, Xiaoheng Cheng, Mari Shiratori, Julien Madej, Rémi Beau, Derek Elli, Maria I. Patino, Rebecca Redfern, Sharon N. DeWitte, Julia A. Gamble, Jesper L Boldsen, Ann Carmichael, Nükhet Varlik, Katherine Eaton, Jean-Christophe Grenier, G. Brian Golding, Alison Devault, Jean-Marie Rouillard, Vania Yotova, Renata Sindeaux, Chun Jimmie Ye, Matin Bikaran, Anne Dumaine, Jessica F. Brinkworth , Dominique Missiakas, Guy A. Rouleau, Matthias Steinrücken, Javier Pizarro-Cerda, Hendrik N. Poinar et Luis B. Barreiro, 19 octobre, La nature.
DOI : 10.1038/s41586-022-05349-x
L’étude a été soutenue par les National Institutes of Health (R01-GM134376, F32GM140568, R01GM146051), la Wenner-Gren Foundation (8702), le UChicago DDRCC, Center for Interdisciplinary Study of Inflammatory Intestinal Disorders (C-IID) (NIDDK P30 DK042086 ) et une subvention Insight (20008499). Parmi les autres auteurs figurent Tauras P. Vilgalys, Xiaoheng Cheng, Mari Shiratori, Derek Elli, Maria I. Patino, Anne Dumaine, Dominique Missiakas et Matthias Steinrücken de l’Université de Chicago ; Jennifer Klunk de l’Université McMaster et Daicel Arbour Biosciences; Christian E. Demeure, Julien Madej et Rémi Beau de l’Institut Pasteur ; Rebecca Redfern du Musée de Londres ; Sharon N. DeWitte de l’Université de Caroline du Sud ; Julia A. Gamble de l’Université du Manitoba; Jesper L. Boldsen de l’Université du Danemark du Sud ; Ann Carmichiael de l’Université de l’Indiana ; Nükhet Varlik de l’Université Rutgers ; Katherine Eaton et G. Brian Golding de l’Université McMaster; Jean-Christophe Grenier de l’Université de Montréal; Alison Devault de Daicel Arbor Biosciences ; Jean-Marie Rouillard de Daicel Arbor Biosciences et de l’Université du Michigan Ann Arbor ; Vania Yotova et Renata Sindeaux de l’Université Saint-Justine; Chun Jimmie Ye et Matin Bikaran de l’Université de Californie à San Francisco ; Jessica F. Brinkworth de l’Université de l’Illinois Urbana-Champaign ; et Guy A. Rouleau de l’Université McGill.
