Fumer peut vraiment obstruer les poumons, même pour les personnes qui n’ont jamais été près d’une cigarette. Il s’avère que les habitudes tabagiques du début des années 1900 infligent toujours des dommages, non pas aux utilisateurs de tabac ou à leurs familles, mais aux personnes atteintes de mucoviscidose.
La mucoviscidose (FK) est une maladie héréditaire qui rend le mucus des personnes atteintes épais et collant. Leurs poumons deviennent des terrains fertiles pour les bactéries que le système immunitaire des personnes en bonne santé peut facilement vaincre. Les personnes fibro-kystiques prennent souvent des antibiotiques pour prévenir les infections pulmonaires, mais les antibiotiques ne tuent pas tout. Une bactérie appelée Mycobactérie abscessus (M. abcès) est résistant à de nombreux médicaments courants, et il est devenu un fléau dans la communauté FK au cours des deux dernières décennies.
Il y a quelques années, les scientifiques ont commencé à étudier l’origine de la peste. En analysant M. abcès génomes collectés sur des personnes du monde entier, les chercheurs ont retracé la propagation de la bactérie au cours du siècle dernier. Ils ont découvert que des décennies avant les années 1950—avant que les progrès médicaux ne permettent aux personnes fibro-kystiques de survivre après la petite enfance—M. abcès se répandait déjà dans le monde entier, et un vieil ennemi de la santé publique était à blâmer. Les poumons des fumeurs ont créé un réservoir où l’agent pathogène pouvait vivre et se reproduire, un réservoir qui s’est rapidement déversé lorsque les personnes atteintes de mucoviscidose ont commencé à vivre jusqu’à l’âge adulte.
Pour établir cette connexion inattendue, il a fallu séquencer les génomes complets de milliers de M. abcès souches du monde entier, et les scientifiques qui n’étaient pas impliqués dans la recherche disent que le travail acharné a porté ses fruits.
« C’est assez clair, cette découverte », a déclaré Vegard Eldholm, chercheur en maladies infectieuses à l’Institut norvégien de santé publique.
« C’est un article vraiment cool », a déclaré Verity Hill, épidémiologiste moléculaire de l’Université d’Édimbourg. « Vraiment élégant et vraiment bien pensé. »
Le dogme renversé
Les scientifiques pensaient M. abcès passait la plupart de son temps dans l’environnement et que les personnes dont les poumons étaient endommagés contractaient des infections lorsqu’elles étaient exposées à un sol ou à de l’eau contaminés. Ce dogme a changé il y a cinq ans lorsqu’un groupe dirigé par les chercheurs en maladies infectieuses Julian Parkhill et Andres Floto a montré que M. abcès peut se propager d’une personne fibro-kystique à une autre et que les centres de traitement de la mucoviscidose étaient des foyers de transmission.
Les résultats ont été une surprise. À l’époque, les chercheurs ne savaient pas grand-chose sur la génétique des M. abcès. Parkhill et Floto ont entrepris de séquencer les génomes de M. abcès souches trouvées chez des personnes ayant reçu un traitement dans un seul centre de mucoviscidose pour voir quelle variation elles trouveraient et si cette variation génétique était en corrélation avec la virulence. Ils ont supposé que chaque personne infectée avait contracté indépendamment l’agent pathogène de l’environnement, de sorte que les génomes varieraient considérablement. Au lieu de cela, de nombreux génomes étaient similaires ou même identiques. « Nous avons été vraiment surpris de découvrir qu’il y avait des preuves vraiment solides que ces patients se l’avaient transmis », a déclaré Parkhill.
Mais pas tous les M. abcès les infections pourraient s’expliquer par la propagation au sein du centre de traitement. Certains des génomes étaient trop similaires pour avoir été prélevés dans l’environnement, mais trop différents pour provenir directement d’autres personnes au centre. Alors d’où viennent-ils ?
Une plus grande étude
« La réponse à toute question est toujours plus de données », a déclaré Parkhill. Son groupe a séquencé les génomes de M. abcès souches isolées de plus de 1 000 personnes du monde entier – certaines atteintes de mucoviscidose, d’autres d’autres types de lésions pulmonaires – pour comprendre comment l’agent pathogène se propage.
Armé d’une cargaison de séquences génétiques, « vous construisez ce qui est essentiellement un arbre généalogique », a déclaré Hill, qui utilise des techniques similaires pour suivre la propagation des virus. Les bactéries qui étaient génétiquement similaires se sont regroupées, comme la façon dont les frères et sœurs occupent la même branche d’un arbre généalogique. Connaître approximativement à quelle fréquence le M. abcès le génome obtient une nouvelle mutation, laissez les chercheurs ajouter des dates à l’arbre.
Vers les années 1960, l’arbre est devenu touffu. M. abcès a commencé à muter rapidement, conduisant à un réseau dense de branches. Le moment est en corrélation avec la création de centres de traitement de la mucoviscidose, qui ont permis aux personnes atteintes de mucoviscidose de vivre après la petite enfance et d’interagir les unes avec les autres. « Vous créez une niche pour les bactéries dans laquelle vivre – cette niche des poumons des personnes fibro-kystiques – et également une voie de transmission », a déclaré Parkhill. Ce qui est bon pour les personnes fibro-kystiques est bon pour M. abcès, il est donc logique que l’agent pathogène ait décollé au milieu du siècle.
Mais les racines de l’arbre remontent plus loin dans le temps, amenant les chercheurs à se demander ce qui a conduit à la propagation de M. abcès avant que le traitement moderne de la mucoviscidose ne soit disponible, quand la plupart des personnes atteintes mouraient très jeunes ?
Puiser dans la génétique humaine
Parkhill savait que les fumeurs de tabac sont également susceptibles de M. abcès infections, et, par coïncidence, ses collègues avaient publié une étude montrant que les cellules des cancers associés au tabac ont des mutations génétiques caractéristiques. Parkhill s’est demandé s’il pouvait détecter ces mêmes mutations dans M. abcès.
« Je ne croyais vraiment pas que cela fonctionnerait », a-t-il déclaré. Parce que la signature mutationnelle associée au tabagisme est subtile, son laboratoire a dû analyser des centaines de génomes pour être sûr que les signatures trouvées étaient de véritables preuves de l’exposition au tabac et pas seulement des coups de chance. Chaque génome contient plus de bases d’ADN que le nombre de caractères dans Moby Dick, de sorte que le programme informatique que les chercheurs ont écrit a pris des jours pour parcourir toutes les données. Mais, à la fin, la signature mutationnelle du tabac a brillé à travers le bruit génétique. Le groupe a estimé qu’il disposait de données convaincantes sur les fumeurs M. abcès.
Cette étude marque la première fois que des chercheurs utilisent l’analyse mutationnelle pour identifier les environnements dans lesquels un agent pathogène a vécu. « Je n’étais pas immédiatement convaincu que c’était quelque chose qu’ils allaient pouvoir prouver », a déclaré Eldholm. « Mais cette analyse du spectre mutationnel est en fait assez convaincante. »
« Cela crée un précédent », a déclaré Hill. Elle soupçonne que l’étude inspirera d’autres microbiologistes à effectuer des analyses similaires.
Implications médicales
Lorsque les chercheurs ont réalisé M. abcès peut se propager entre les personnes atteintes de mucoviscidose, cela a changé la façon dont les fournisseurs de soins de santé considéraient la prévention de la maladie. La nouvelle étude montre que le danger de transmission est encore plus répandu. Mais la connaissance crée des options. Parkhill a déclaré : « Plus nous pouvons identifier [routes of] transmission, plus elle peut être arrêtée.
Saima est une rédactrice scientifique indépendante basée à Somerville, dans le Massachusetts. Lorsqu’elle n’écrit pas, elle aime faire du vélo dans la ville, apprendre la photographie et pratiquer le taekwondo.