Caractérisation et cartographie de la diversité génétique de Yersinia pestis – CARTO-PEST

La peste est une maladie qui a impacté durablement l’histoire de l’humanité au cours de trois grandes pandémies, tuant des dizaines de millions d’êtres humains. Près de 50 000 cas humains de peste ont été déclarés à l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) par 26 pays au cours des trente dernières années, et une recrudescence significative durant cette période justifie l’inclusion de cette maladie dans la liste des ‘maladies ré-émergentes’. Le bacille de la peste, Yersinia pestis, fait également partie des agents pathogènes étant susceptibles d’être utilisés comme arme biologique: en effet, Y. pestis est l’un des microorganismes dont le pouvoir pathogène pour l’homme est le plus élevé dans le monde bactérien. Pourtant, les bases génétiques des mécanismes de virulence spécifiques à Y. pestis ne sont pas toutes bien connues. De plus, des souches résistantes à des antibiotiques ont été découvertes de façon sporadique mais nous ignorons l’historique de l’acquisition et le risque de diffusion du répertoire de résistances ainsi que la diversité de ce répertoire de résistances présent dans les populations de Y. pestis. Enfin, malgré des études antérieures pour comprendre la biodiversité de Y. pestis, il n’existe pas à l’heure actuelle de cartographie de la diversité génétique du bacille de la peste basée sur un nombre significatif de génomes isolés dans toutes les zones endémiques du monde. Dans le projet CARTO-PEST, nous proposons de profiter des avancées technologiques majeures des dernières années dans le domaine de la génomique par le séquençage et l’analyse des génomes de Y. pestis provenant de tous les continents touchés par la peste. Nous allons profiter dans un premier temps de l’analyse d’une collection de souches de Y. pestis unique au monde, patrimoine de l’Unité de Recherche Yersinia de l’Institut Pasteur, qui compte près de 2 000 souches isolées tout au long du XXe et XXIe siècles, provenant de multiples origines géographiques couvrant toutes les zones d’endémie au niveau mondial. Notre base de données génomique sera complétée avec des données de séquençages génomiques de souches de Y. pestis disponibles publiquement. Nous envisageons également d’établir des collaborations avec des laboratoires étrangers dans des zones endémiques de la peste (Amériques: Etats Unis, Pérou; Asie: Chine; Afrique: Madagascar) pour importer de nouvelles souches de Y. pestis ou pour recueillir les données des séquençages faits au sein de ces laboratoires collaborateurs. Ensuite, notre programme de recherche comportera les étapes suivantes: a) caractérisation de la diversité génétique et de la structure génomique de l’espèce Y. pestis; b) identification/association de marqueurs spécifiques d’une zone géographique (cartographie); c) identification des facteurs de résistance aux antibiotiques et évaluation du risque d’acquisition et de dissémination selon le mécanisme de résistance (transmissible ou non); d) évaluation de la proximité génétique des souches isolées lors d’épidémies versus souches endémiques; e) évaluation de la virulence de souches de complexes clonaux sélectionnés parmi ceux identifiées en a) et d) dans des modèles expérimentaux murins d’infection; et f) identification et caractérisation de nouveaux facteurs de virulence. Le projet CARTO-PEST permettra d’améliorer nos connaissances concernant la biodiversité de l’agent de la peste, d’identifier des marqueurs spécifiques de l’origine géographique, d’étudier la présence de facteurs associés à la résistance aux antibiotiques et leur risque de dissémination, d’établir une cartographie de la diversité génétique des souches de Y. pestis isolées dans le monde entier (en particulier dans les zones d’endémie), et de mieux comprendre la virulence de l’agent de la peste par la caractérisation de nouveaux facteurs de virulence, identifiés grâce à la corrélation de données épidémiologiques et génomiques, étudiés in vivo et pouvant contribuer à l’amélioration de candidats vaccinaux.