Un génome bactérien trouvé dans les restes d'un ancien chasseur-cueilleur montre que les maladies tréponémiques circulaient bien plus tôt dans les Amériques et étaient plus diversifiées qu'on ne le pensait auparavant. Publiée dans Science par une équipe internationale comprenant des scientifiques du SIB de l'Université de Lausanne, cette étude représente la première récupération d'ADN de Treponema pallidum à partir d'un os d'apparence saine. Elle présente également une nouvelle combinaison de méthodes bioinformatiques pour analyser l'ADN d'anciens agents pathogènes, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour comprendre comment les maladies infectieuses apparaissent et se propagent.
La bioinformatique révèle un agent pathogène « invisible » dans des restes humains anciens
Les infections causées par T. pallidum comprennent la syphilis, le pian et le bejel, qui restent aujourd'hui des problèmes de santé publique. Les vestiges squelettiques trouvés sur des sites archéologiques à travers le monde suggèrent que ces maladies tréponémiques affectent les humains depuis des millénaires, mais leurs origines évolutives font l'objet d'un débat animé.
La paléogénomique peut aider à répondre à ces questions grâce au séquençage et à l'analyse de l'ADN des agents pathogènes présents dans les restes humains anciens. Cependant, un obstacle majeur pour T. pallidum est la difficulté à récupérer son ADN : la bactérie est rare dans les os, et seule une petite fraction des squelettes anciens présente des signes d'infection.
Aujourd'hui, pour la première fois, des chercheurs ont récupéré l'ADN de T. pallidum dans des os d'apparence saine provenant d'un individu enterré il y a environ 5 500 ans dans l'actuelle Colombie . De plus, l'équipe internationale a identifié la bactérie comme une nouvelle sous-espèce. La nouvelle combinaison d'analyses génomiques – réalisée par le groupe de génétique des populations du SIB, dirigé par Anna-Sapfo Malaspinas à l'Université de Lausanne – repousse de 3 000 ans l'enregistrement génétique de T. pallidum et suggère que les ancêtres de l'agent pathogène auraient infecté des personnes dès la dernière période glaciaire, il y a 10 à 20 000 ans. Cela modifie considérablement notre compréhension des maladies tréponémiques dans les Amériques et ouvre la voie à de meilleures estimations de la prévalence de la maladie tout au long de l'histoire de l'humanité.
Ces résultats apportent une preuve moléculaire de la présence historique de T. pallidum dans les Amériques, plusieurs millénaires avant l'arrivée des Européens et peut-être même depuis le peuplement du continent.
Différentes sous-espèces causant différentes maladies
Les trois sous-espèces actuelles de T. pallidum sont presque identiques sur le plan génétique, mais chacune provoque une maladie distincte : T. pallidum subsp. pallidum provoque la syphilis et se transmet par voie sexuelle, tandis que T. pallidum subsp. pertenue et T. pallidum subsp. endemicum, qui se propagent principalement par contact cutané direct, provoquent respectivement le pian et le bejel. Une quatrième maladie tréponémique, la pinta, est causée par T. carateum, bien que le génome de cet agent pathogène n'ait pas encore été découvert.
Les chercheurs pensent que la nouvelle sous-espèce qu'ils ont découverte se transmet probablement d'une personne à l'autre, mais ils ne peuvent exclure une transmission zoonotique à partir d'animaux. Il est également possible qu'elle représente une forme ancienne de T. carateum.
L'ancêtre de T. pallidum aurait infecté des humains à l'époque glaciaire
Les scientifiques du SIB et les chercheurs de l'université de Californie à Santa Cruz (UCSC) ont indépendamment repéré l'ADN bactérien en analysant les données de séquençage provenant de l'ancien chasseur-cueilleur. Bien qu'il ne représente que moins de 0,002 % de ces données, le volume considérable – environ 1,5 milliard de fragments d'ADN – a permis aux chercheurs de reconstituer un génome ancien.
Différentes sous-espèces causant différentes maladies
Les trois sous-espèces actuelles de T. pallidum sont presque identiques sur le plan génétique, mais chacune provoque une maladie distincte : T. pallidum subsp. pallidum provoque la syphilis et se transmet par voie sexuelle, tandis que T. pallidum subsp. pertenue et T. pallidum subsp. endemicum, qui se propagent principalement par contact cutané direct, provoquent respectivement le pian et le bejel. Une quatrième maladie tréponémique, la pinta, est causée par T. carateum, bien que le génome de cet agent pathogène n'ait pas encore été découvert.
Les chercheurs pensent que la nouvelle sous-espèce qu'ils ont découverte se transmet probablement d'une personne à l'autre, mais ils ne peuvent exclure une transmission zoonotique à partir d'animaux. Il est également possible qu'elle représente une forme ancienne de T. carateum.
L'analyse phylogénétique a révélé que la bactérie n'est pas seulement une nouvelle sous-espèce de T. pallidum, mais qu'elle appartient à une branche jusqu'alors inconnue de l'arbre généalogique de la bactérie. L'équipe du SIB a confirmé cette découverte inattendue à l'aide de plusieurs approches en bioinformatique, y compris des méthodes qui ne sont généralement pas utilisées dans les études sur les anciens agents pathogènes. Il s'agissait notamment d'analyser les gènes communs à des espèces éloignées à l'aide de la base de connaissances OMA de la ressource SwissOrthology, développée par d'autres groupes du SIB, et de cartographier l'ADN ancien et moderne à l'aide du pipeline Mapache développé par le groupe Population Genetics. Deux autres ressources du SIB ont également été utilisées : BEAST2 pour calculer les chronologies évolutives et la base de connaissances expertement organisée d'UniProt pour examiner les structures protéiques.
En savoir plus sur les ressources du SIB
L'analyse a également permis de découvrir les 59 gènes associés à la virulence connus des souches actuelles dans la nouvelle sous-espèce, ce qui suggère que leur ancêtre commun pourrait également s'être adapté aux hôtes humains. Les chercheurs en déduisent que cet ancêtre a vécu il y a environ 13 700 ans, bien que la date réelle puisse varier entre 7 000 et 20 500 ans. Une telle diversité dans la famille T. pallidum – et une histoire aussi longue des maladies tréponémiques chez l'homme, remontant peut-être à l'ère glaciaire – étaient insoupçonnées d'après les données génomiques anciennes et modernes précédentes.
De nouvelles possibilités pour comprendre comment les agents pathogènes apparaissent et se propagent
La combinaison, dans cette étude, d'un séquençage avancé et d'analyses génomiques novatrices pourrait permettre une détection plus large des maladies infectieuses dans d'autres vestiges archéologiques. Cela contribuerait à améliorer notre compréhension de la manière dont les agents pathogènes apparaissent, se propagent et persistent au sein des populations humaines, ce qui constitue une première étape essentielle pour contrôler et prévenir les futures épidémies.
Notre étude montre l'importance de l'ADN des anciens agents pathogènes pour mettre en lumière les trajectoires évolutives à long terme des maladies infectieuses sur des milliers d'années.
Collaboration internationale avec l'engagement de la communauté locale
Outre les chercheurs du SIB et de l'UCSC, l'étude a réuni des experts en paléopathologie, anthropologie, microbiologie et archéologie issus de nombreuses autres institutions en Suisse, aux États-Unis, en Colombie, en Argentine, en République tchèque et en France. Consciente de l'importance de ces découvertes pour l'histoire médicale et culturelle de la Colombie, l'équipe a consulté et partagé ses résultats avec des universitaires, des étudiants et des communautés autochtones et non autochtones locales avant de publier ses travaux.
Reference(s)
Référence : Bozzi D, Broomandkhoshbacht N, Delgado M et al. Un génome de Treponema pallidum vieux de 5 500 ans provenant de Sabana de Bogotá, en Colombie. Science ( 2026).
DOI : 10.1126/science.adw3020
Image : Image micrographique électronique de T. pallidum, surligné en doré. NIAID CC BY 2.0
