Les survivants de la peste noire ont transmis à leurs descendants des gènes de résistance à la peste, mais cela a un coût
"Black Death" - encore et encore
La « peste noire », ou la pandémie de peste buboniqueXIVe siècle, provoquée par la bactérie Yersinia pestis, a coûté la vie à 30 à 50 % de la population européenne en seulement cinq ans. Par la suite, des épidémies de la maladie ont été observées sur le continent à intervalles de quelques années. Et pourtant, chacune des attaques suivantes a fait moins de morts que la précédente. Pendant longtemps, les scientifiques n’ont pas compris pourquoi.
Le bacille de la peste (Yersinia pestis) est un type de bactérie à Gram négatif de la famille des Yersiniaceae. L’agent infectieux de la peste bubonique peut également provoquer une pneumonie pesteuse et une peste septicémique.
Laboratoires des Rocheuses, NIAID, NIH
Selon une théorie, le taux de mortalitédiminué en raison de changements évolutifs de la bactérie Y. pestis ou développé des pratiques culturelles européennes liées à l’hygiène. Cependant, l’amélioration de la survie pourrait également résulter d’une sélection naturelle rapide provoquée par la pandémie. Les scientifiques émettent l’hypothèse que dans ce scénario, les personnes possédant des gènes de résistance à la peste survivent plus souvent et les transmettent ainsi à la génération suivante à un rythme plus élevé.
Validation des idées
Pour tester cette hypothèse, des experts ont collecté plus de 500 échantillons d’ADN sur les restes de personnes décédées avant, pendant ou peu après la peste noire qui a balayé l’Angleterre et le Danemark.
Les chercheurs ont extrait l'ADN pour analyse.des restes enterrés dans les fosses à peste d'East Smithfield à Londres. Il s'agit d'un cimetière d'environ 2 hectares, qui fut utilisé pour des charniers entre 1348 et 1350. Ils ont collecté 318 échantillons à Smithfield et sur d’autres sites de Londres, ainsi que 198 échantillons sur cinq sites au Danemark. L'ADN a été obtenu sur des personnes décédées 500 ans avant le début de la peste noire et jusqu'à 450 ans après sa fin. De plus, bon nombre de ces échantillons ont été prélevés sur des personnes qui se trouvaient à « l’épicentre des événements ».
Expérimenter avec des parties d'un gène
L'ADN s'est avéré fortement dégradé et mélangéavec d’autres ADN environnementaux, y compris celui laissé par les microbes. Par conséquent, les biologistes n’en ont étudié que de petites zones. Ils se sont concentrés sur environ 350 gènes spécifiques impliqués dans le système immunitaire, ainsi que sur environ 500 régions génomiques plus larges précédemment associées à des troubles immunitaires.
Parmi les gènes associés à l'immunité,L’équipe a identifié 245 variantes génétiques, c’est-à-dire des « saveurs » spécifiques de différents gènes. Leur particularité est qu’ils se sont répandus particulièrement fortement parmi les Londoniens après le début de la pandémie. Quatre d'entre eux ont été trouvés dans des échantillons provenant du Danemark.
Un large éventail de gènes fonctionnent, selon les scientifiquesensemble pour déclencher une réponse immunitaire contre des agents pathogènes tels que Y. pestis. Cela suggère que bon nombre de ces gènes seront soumis à la sélection naturelle pendant la pandémie. De plus, les échantillons provenant d'Angleterre et du Danemark peuvent présenter différents modèles de variation de ces gènes.
En utilisant l'ADN extrait des dents de personnes décédées avant et pendant la pandémie de peste, les chercheurs ont découvert des différences génétiques.
Image reproduite avec l'aimable autorisation de Matt Clark/Université McMaster
Pour savoir si les gènes signalés protègent les gensde la peste et comment ils ont collecté des cellules immunitaires appelées macrophages sur des personnes vivantes. Les biologistes ont analysé leur constitution génétique puis ont exposé les cellules à Y. pestis dans des boîtes de Pétri.
"Drapeau rouge" pour l'immunité
Un gène - ERAP2 - s'est avéré être une arme clé dansarsenal de cellules immunitaires. Au moins dans les boîtes de Pétri, les macrophages porteurs de deux copies de la version ERAP2 ont tué Y. pestis est plus efficace que les macrophages avec ou sans une copie de la variante du gène. ERAP2 contient des instructions pour fabriquer une protéine qui aide les cellules immunitaires à afficher des particules d'envahisseurs étrangers telles que des bactéries à leur surface. Cela déclenche un « signal d'alarme » pour les autres cellules immunitaires. , les appelant à contribuer à la lutte contre le virus.
Les macrophages sécrètent également des substances appeléesdes cytokines pour rallier le système immunitaire afin de combattre les agents pathogènes. Il s'avère que l'ensemble des cytokines sécrétées par les cellules varie en fonction des versions du gène ERAP2 qu'elles portent.
Il faut tout payer
La version post-peste d'ERAP2 a vraiment donnéles porteurs ont un avantage sur la peste noire, bien que les études en laboratoire ne reflètent pas pleinement ce qui arrive à une personne dans la vie réelle, soulignent les scientifiques.
Et pourtant, cette protection contre la peste pourrait coûter chercoût. Selon un rapport du Journal of Clinical and Translational Gastroenterology, la version d'ERAP2 qui protège contre Y. pestis est un facteur de risque connu de la maladie de Crohn. Les auteurs de l'étude ont noté que d'autres variantes génétiques notées dans la nouvelle étude sont associées à un risque accru de maladies auto-immunes, notamment la polyarthrite rhumatoïde et le lupus.
Cependant, pendant la pandémie, cela n’a pas d’importance,soulignent les scientifiques. « L’urgence de la pandémie a rendu les compromis inévitables », expliquent-ils dans un commentaire de l’article de Nature. Des compromissions similaires se sont probablement produites lors d’autres épidémies historiques, avant et après la peste noire. Les échos de ces événements sont encore visibles dans l’ADN des hommes modernes.
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