Illuminer les puces pour mieux comprendre les mécanismes complexes de transmission de Yersinia pestis – LUCY

Pour obtenir les résultats du projet, il a fallu disséquer plusieurs centaines de puces infectées par Y. pestis afin d’analyser le processus infectieux. Il a été aussi requis de produire des banques de mutants de Y. pestis (composées de centaines de clones indépendants), puis tester la capacité de chacun de ces mutants individuellement dans le modèle puce, ce qui implique l’utilisation d’innombrables insectes. Ce tour de force n’a été possible que grâce au développement d’une nouvelle approche méthodologique. Cette nouvelle méthode, rapide et moins couteuse que les méthodes usuelles, est fondée sur l’utilisation de bacille de la peste bioluminescent, c’est-à-dire capable de produire de la lumière de manière autonome. Finalement, après avoir recensé des mutants de Y. pestis défectueux pour infecter les puces, et donc les gènes du bacille qui sont responsables de la transmission de la peste par les puces à l’homme, nous avons déployé des approches bactériologiques, biochimiques et moléculaires pour mieux comprendre le rôle des gènes identifiés dans l’infection.

Le projet a produit des méthodologies innovantes ayant permis de cribler un nombre de mutants de Y. pestis dans la puce à un niveau inégalé et qui permettra de nouvelles découvertes dans un futur proche. Au-delà, le projet a fortement raffiné le modèle dont Y. pestis produit une infection transmissible dans la puce tant du point de vue physiopathologique et que des mécanismes moléculaires déployés par Y. pestis pour produire une infection transmissible par les puces. Finalement, il a contribué à former plusieurs étudiants et à recruter un chercheur.

Notre étude a ajouté plusieurs gènes dans la liste des gènes requis dans l'infection de la puce et dont le rôle reste à décortiquer. Par ailleurs, nous n'avons étudié qu'une petite partie du génome du bacille de la peste qui ne compte un peu plus de 4 500 gènes. Gageons que la découverte d’autres gènes et de leur rôle exacte dans la puce permettront d’établir de nouvelles stratégies de lutte contre la peste afin de la contrôler et espérons-le, un jour, de l’éradiquer.

A ce jour, les travaux ont conduit à 2 demande de brevet, 4 publications dans des journaux à comité de lecture international et ils ont été mentionnés dans The Conversation et National Geographic. Ensemble, ils ont affiné nos connaissances sur les mécanismes physiopathologiques de l’infection, sur l’environnement du tube digestif de l’insecte auquel doit faire face Y. pestis et les mécanismes moléculaires utilisés par le bacille pour produire une infection transmissible par les puces.

La peste est une maladie transmise par les puces, et causée par la bactérie Yersinia pestis. Cette maladie est un problème international, ré-émergent, de santé publique et une sérieuse menace bioterroriste ; elle a la capacité de disséminer très rapidement, de causer un important taux de mortalité et de très fortes perturbations socio-économiques. Cette menace est aggravée par l’émergence de souches multi-résistantes aux antibiotiques de choix de lutte contre la maladie et la facilité à construire au laboratoire des souches défiant toutes les cures. Ce problème est d’autant plus grave qu’il n’y a pas de vaccin disponible. Aujourd’hui, nous ne connaissons pas les conséquences qu’aurait la réintroduction (naturelle, accidentelle ou intentionnelle) de la peste en Europe. En effet, nous ne savons pas si la maladie pourrait être maintenue par l’intermédiaire des puces endémiques dans les conditions climatiques actuelles et futures. Il y a également un manque de connaissance sur les mécanismes de transmission de la peste, ce qui entravera les efforts visant à lutter contre la maladie. Ainsi, la caractérisation des conditions environnementales et des mécanismes moléculaires responsables de la production d’une infection transmissible par les puces est donc essentielle pour mieux prévenir et protéger nos concitoyens contre la peste. Cependant, les méthodes d’investigations actuelles sont inappropriées pour atteindre ces objectifs. C’est pourquoi, nous proposons un projet visant à 1) évaluer les risques et les potentiels impacts de la réintroduction de la peste en Europe, et 2) réduire voire même éradiquer la menace qu’est la peste. Pour cela, nous développerons et utiliserons des techniques de criblage à haut débit innovantes qui, combinées avec des protocoles pertinents standardisés, 1) fourniront une mesure rapide et précise de la capacité vectorielle de puces endémiques européennes dans diverses conditions climatiques, et ii) identifieront rapidement des gènes bactériens impliqués dans la transmission de la peste par les puces. Ces identifications serviront de point de départ pour des études approfondies visant à élucider les mécanismes moléculaires de la transmission de la peste. D’un point de vue technique (court terme) : nous nous attendons à ce que les nouvelles méthodologies développées dans le projet augmenteront notre taux de découverte à un niveau inégalé, et seront transposables à l’étude de maladies transmises par d’autres arthropodes. D’un point scientifique (court terme) : en plus d’impacter la communauté scientifique travaillant sur la peste, nous espérons que le projet identifiera de nouveaux mécanismes de transmission communs à d’autres pathogènes transmis par les puces, dont certains sont des agents de la menace. D’un point de vue économique/politique : une meilleure connaissance des conditions climatiques requises pour la transmission de la peste (par les puces Européennes endémiques et étrangères) aidera à mieux évaluer les risques et les impacts potentiels résultant de la réintroduction de la peste par des puces dans l’environnement (suite à une attaque, une introduction naturelle ou accidentelle). En évaluant le risque sanitaire et le seuil d’alerte associés avec les espèces de puces et les variables climatiques, le projet fournira aux autorités les moyens de prédire la dissémination de la peste et de prévenir les épidémies locales. La caractérisation des mécanismes de la transmission de la peste peut aussi conduire à la mise en œuvre de stratégies bloquant la propagation de la maladie. Une telle approche, peut aider à limiter le nombre de régions endémiques : réduire la capacité de criminels à acquérir et disséminer la bactérie (protection à la source), diminuer le risque de transmission dans les régions infectées (naturellement ou intentionnellement), et donc à protéger les citoyens. Ainsi, les retombées du projet vont bien au-delà de la simple connaissance sur la peste.