Dans une étude récente publiée dans la revue Nature, Les chercheurs ont mené des recherches génomiques de pointe sur des restes humains brésiliens vieux de 2 000 ans pour étudier l’évolution et l’émergence de génomes tréponémiques ancestraux dans les Amériques et dans l’Ancien Monde. Ils reconstruisent quatre de ces génomes anciens et découvrent que le parent existant le plus étroitement apparenté au pathogène tréponémique préhistorique est Treponema pallidum endémique, l’agent pathogène responsable du béjel. Ces résultats remettent en question les hypothèses précédentes caractérisant les sous-espèces de tréponèmes et soulignent que les tréponèmes sont beaucoup plus adaptables qu’on ne le pensait jusqu’à présent.
Étude: Redéfinir l’histoire des tréponèmes à travers les génomes précolombiens du Brésil. Crédit d’image : bekirevren/Shutterstock
Que sont les tréponèmes ?
Les tréponèmes sont un genre de bactéries en forme de spirale, dont certaines sont responsables d’infections tréponémiques telles que la syphilis. Treponema pâle pâle [TPA]), béjel (T. pallidum endémique [TEN]), et le pian (T. pâle légèrement [TPE]). Alors que les antibiotiques conventionnels ont considérablement réduit le fardeau de ces agents pathogènes, des recherches récentes mettent de plus en plus en évidence que les tréponèmes développent une résistance à plusieurs antibiotiques, provoquant une résurgence des études médicales et scientifiques sur ces bactéries.
Bien que leurs séquences génomiques ne varient que de 0,03 %, les TPA, TEN et TPE présentent des écologies et des pathologies remarquablement différentes. Le béjel se trouve dans les régions chaudes et arides de l’Asie occidentale et de la Méditerranée orientale, le pian est limité aux régions tropicales humides d’Afrique et d’Amérique du Sud, et la syphilis est mondiale. Les dossiers médicaux révèlent que même si la syphilis ne fait aucune distinction entre le statut de développement régional de ses hôtes, le béjel et le pian ne peuvent être trouvés que dans les pays en développement et ont été éradiqués du monde développé.
Que sait-on de leur histoire ?
La syphilis et T. pâle pâle ont suscité beaucoup plus d’intérêt académique que le béjel et le pian, même si les trois maladies présentent des symptômes et des interventions cliniques similaires. Cela est probablement dû à la notoriété de la première – la syphilis a été responsable d’une épidémie dévastatrice en Europe en 1495. Bien que l’Europe ait été proposée comme origine potentielle de souches ancestrales de tréponèmes, il reste une abondante littérature testant cette hypothèse, rendue plus difficile par la des diagnostics d’infections historiques qui ne laissent des marques visibles que sur 5 à 30 % des cas avancés.
Actuellement, deux hypothèses concurrentes existent quant à la présence de la syphilis en Europe : l’hypothèse précolombienne et l’hypothèse colombienne. La première est étayée par des preuves paléopathologiques et postule que la bactérie existait et était probablement originaire d’Europe des centaines ou des milliers d’années avant la première expédition américaine de Colomb. En revanche, la seconde postule que ce sont Colomb et les colons qui ont suivi qui ont apporté les tréponèmes sur le continent.
Les quelques études qui ont tenté de démêler la génétique des tréponèmes se sont révélées difficiles, étant donné le manque criant d’ADN tréponémique ancien. Comprendre l’histoire évolutive et la systématique de ces agents pathogènes éclairerait les études futures sur les politiques optimales pour se préparer à d’éventuelles épidémies.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé des restes humains vieux de près de 2 000 ans provenant du site funéraire de Jabuticabeira II pour reconstruire quatre vestiges ancestraux. T. pâle génomes avec une couverture jusqu’à 33,6×. Le groupe d’échantillon comprenait 96 spécimens du lieu de sépulture, avec (n = 32) et sans suspicion de pathologies tréponémiques. L’examen préliminaire a révélé 37 spécimens contenant de l’ADN tréponémique utilisable.
Tous les échantillons ont été datés au radiocarbone, quatre échantillons d’os ayant fourni l’ADN génomique nécessaire. Le séquençage au fusil de chasse a été utilisé pour le dépistage préliminaire des agents pathogènes. L’enrichissement cible de l’ADN séquencé a révélé neuf échantillons avec plus de 5 000 lectures correspondant à T. pâle génomes de référence (acquis auprès de BosniaA, CDC2 et Nichols). Les quatre échantillons d’os susmentionnés (ZH1390, ZH1540, ZH1541 et ZH1557) se sont avérés avoir des lectures couvrant 9,2 à 99,4 % du génome de référence de Bosnie-Herzégovine.
La désamination des bases a été estimée pour vérifier l’authenticité de l’ADN ancien récupéré. Le séquençage Illumina à haut débit de ZH1390, ZH1540, ZH1541 et ZH1557 a été utilisé pour générer des lectures pour la reconstruction du génome ancestral. Ces lectures ont ensuite été cartographiées sur les génomes de référence TPE (CDC2), TEN (BosniaA) et TPA (Nichols).
“La séquence finale obtenue pour l’échantillon ZH1540 a abouti à une couverture de 99,38 % par rapport au génome de référence TEN (BosniaA), une profondeur de couverture minimale de 5× et une profondeur médiane de 33,6×.”
L’ancien génome ZH1540 nouvellement généré a été assemblé (aligné) et analysé avec 98 génomes de tréponèmes, dont TEN (8 souches), TPE (30 souches) et TPA (60 souches), tous acquis auprès du National Center for Biotechnology Information (NCBI). ) et les bases de données European Nucleotide Archive (ENA). L’alignement résultant couvrait 1 141 812 nucléotides et comprenait 6 149 polymorphismes mononucléotidiques (SNP).
Les modèles d’héritage et les analyses phylogénétiques ont été réalisés à l’aide d’une analyse de recombinaison avec la méthode d’incongruence phylogénétique (PIM). La relation a été visualisée à l’aide d’approches de construction d’arbres à vraisemblance maximale. Pour déterminer l’âge du génome reconstruit, une datation par horloge moléculaire a été réalisée.
a, Une carte montrant l’emplacement du site archéologique de Jabuticabeira II sur la côte sud de l’État de Santa Catarina, au Brésil, et les échantillons ZH1390, ZH1540, ZH1541 et ZH1557, pour lesquels les génomes ont été reconstruits. b, Un arbre phylogénétique à vraisemblance maximale des souches modernes et anciennes de T. pallidum utilisant GTR + G + I comme modèle évolutif et 1 000 répétitions bootstrap. Tous les génomes anciens utilisés dans cette étude (génomes anciens récemment reconstruits et précédemment publiés ; voir le tableau supplémentaire 3) sont marqués en gras. Les points roses représentent les nœuds dont les valeurs de bootstrap dépassent 70 %. La barre d’échelle est en unités par substitutions par site.
Résultats de l’étude
La présente étude a généré quatre génomes de tréponèmes anciens, qui étaient tous, de manière inattendue, les plus étroitement liés à l’organisme responsable du béjel. T. pallidum endémique. Bien que la syphilis et le pian aient été identifiés à partir des génomes anciens de l’Ancien et du Nouveau Monde, ils représentent les premiers agents pathogènes de type TEN jamais isolés à partir de vestiges archéologiques.
“Nos résultats de cette étude ne font que renforcer ce point de vue : un ancien agent de type TEN, identifié loin de la niche géographique actuelle de la maladie, dans une région côtière humide du Brésil, atteste de la capacité des tréponèmes à s’adapter à divers climats et emplacements géographiques. L’ADN tréponémique de haute qualité récupéré d’une source préhistorique valide l’utilisation de techniques d’ADN anciennes pour établir une hypothèse entièrement nouvelle et plus éclairée sur les événements menant à la propagation de Treponema pallidum à travers le monde.
Les analyses de l’horloge moléculaire révèlent que le T. pâle La cohorte est beaucoup plus ancienne qu’on ne le pensait auparavant, de plus de 1 000 ans. La cohorte est également considérée comme étant très adaptable, ce qui suggère que son aire de répartition ancestrale dépasse de loin celle d’aujourd’hui.
“Enfin, comme la découverte révolutionnaire d’une tréponématose précolombienne est le résultat d’une combinaison de génomiques d’agents pathogènes anciens et d’une sélection minutieuse d’échantillons archéologiques, nous pouvons nous attendre à ce que les découvertes futures éclairent les événements menant à l’augmentation et à la propagation de la syphilis vénérienne. , et aider à résoudre les facteurs évolutifs responsables du succès mondial de la famille Treponema.
Référence du journal :
- Majander, K., Du Plessis, L., Arora, N., Filippini, J., Eggers, S. et Schuenemann, VJ (2024). Redéfinir l’histoire des tréponèmes à travers les génomes précolombiens du Brésil. Nature1-7, DOI – 10.1038/s41586-023-06965-x,
2024-01-26 07:07:00
1706244160
#Les #génomes #brésiliens #anciens #pourraient #détenir #les #secrets #lhistoire #évolutive #des #tréponèmes
