Développement d'un schéma de génotypage pour l'identification d'isolats de Yersinia pestis – GENO-PEST

La peste est une maladie qui a profondément marqué l’histoire de l’humanité. Trois pandémies historiques ont coûté la vie à plus de 250 millions de personnes à travers le monde, impactant non seulement la démographie des régions touchées mais également les pratiques sociales et le développement de mesures en santé publique qui sont toujours utilisées aujourd’hui.
Le bacille de la peste, la bactérie à Gram-négatif Yersinia pestis, est l’une des bactéries dont le pouvoir pathogène est le plus important pour l’être humain. Aujourd’hui, le bacille de la peste est présent dans de nombreux foyers endémiques dans les Amériques, en Afrique et en Asie, produisant occasionnellement des flambées épidémiques qui peuvent avoir un énorme impact économique et sociétal, comme cela a été constaté en Inde en 1994 ou à Madagascar en 2017. Il est important de rappeler que le bacille de la peste a également été utilisé comme arme biologique au Moyen ge mais également durant la deuxième guerre mondiale, et il a été l’objet d’intérêt par les armées russe et américaine durant la guerre froide. Le génotypage de souches est fondamental pour distinguer des cas d’infections endémiques de cas d’infections dues à une agression, mais actuellement il n’existe pas de stratégie pour le génotypage au niveau de l'espèce Y. pestis.
Le projet GENO-PEST a pour objectif de capitaliser sur les travaux du projet initial ASTRID 2018 CARTO-PEST, dont l’objectif était de caractériser la diversité génétique de Y. pestis. Au sein de l’Unité de Recherche Yersinia de l’Institut Pasteur, nous avons analysé 2806 génomes du bacille de la peste, nous permettant d’établir la plus complète phylogénie de l’espèce à ce jour. Nous avons identifié également différentes sources de variation génomique (expansion de séquences d’insertion, acquisition de nouveaux plasmides, etc.) qui ont généré au cours de l'évolution une diversité inattendue et spécifique des différentes lignées de Y. pestis, nous permettant d'établir un cadre conceptuel pour la proposition d’outils de typage. Dans le projet GENO-PEST, nous proposons d’approfondir l’analyse de la diversité au sein de l’espèce Y. pestis pour ainsi proposer un schéma de génotypage utilisant des polymorphismes nucléotidiques (SNPs), permettant d’établir une classification hiérarchique (lignée, clade, sous-clade) capable d’identifier finement les souches du bacille de la peste et d’associer une origine géographique à ces souches.
Ce schéma de génotypage sera implémenté dans un premier temps dans un logiciel permettant un typage automatique des souches bactériennes à partir de données de séquençage génomique, y compris des génomes provenant de plateformes portables de séquençage. Dans un deuxième temps, en collaboration avec la société BforCure, nous allons développer un kit de génotypage utilisant les outils de diagnostic dont la société est propriétaire, qui permettra une détection et un génotypage ultra-rapides sur des échantillons complexes avec une plateforme capable d’être déployée au plus près du prélèvement.
Le projet GENO-PEST aura des retombées scientifiques, permettant d'approfondir nos connaissances sur la diversité de Y. pestis. Le projet permettra également de proposer des outils de diagnostic rapide qui pourront être utilisés dans un contexte d’agression biologique ou de contaminations naturelles, permettant d’identifier l’origine des souches de Y. pestis impliquées.