L’ADN ancien révèle des secrets bien gardés sur les migrations, l’évolution et le métissage des populations humaines, mais aussi l’histoire des pathogènes et des animaux. Deuxième article d’une série sur la science brûlante qu’est la paléogénomique.
La scène se déroule au début du XIIIe siècle sur le territoire de l’Empire byzantin, plus précisément à Troie, dans l’actuelle Turquie. Une femme enceinte d’une trentaine d’années donne naissance à un petit garçon. Cependant, cette nouvelle mère est malade; elle souffre d’une forte fièvre. Elle n’a pas survécu à la naissance et son bébé non plus, également touché par l’infection, qui est décédé avant sa naissance.
L’humanité connaît des histoires comme celle-ci depuis la nuit des temps. Quelle maladie a coûté la vie à ces deux-là ? Grâce à la science, cette petite tragédie troyenne fait désormais l’objet d’une compréhension sans précédent. L’exemple illustre le pouvoir de la paléogénomique pour réécrire l’histoire des pathogènes. Une histoire inextricablement liée à la nôtre.
“L’ADN ancien ouvre une fenêtre sur un passé totalement inexploré pour lequel nous n’avons aucune trace historique. Sinon, vous ne pouvez pas regarder un os et savoir que la personne à qui il appartenait est morte d’une infection osseuse. E. colipar exemple, c’est tout simplement impossible », déclare Hendrik Poinar, directeur du Centre for Ancient DNA de l’Université McMaster à Hamilton, en Ontario, avec admiration.
En 2017, le professeur Poinar et ses collègues ont publié un article détaillant le triste sort de la mère troyenne, qui jusqu’alors n’était qu’un simple squelette. Ils sont arrivés là parce que les os du défunt présentaient deux petits nodules calcifiés – probablement des abcès – riches en matière organique.
Les analyses ont révélé la présence de l’ADN de la femme, de son fœtus, mais aussi de deux bactéries : une typique des infections liées à la grossesse (Gardnerella vaginalis), l’autre est plus associée aux infections urinaires (Staphylococcus saprophyticus). Le génome de la deuxième bactérie diffère significativement de la souche de S. saprophyticus qui circule parmi les humains aujourd’hui, mais qui se rapproche de celle affectant le bétail. Ainsi, les scientifiques ont conclu que cette bactérie a un jour « sauté » des vaches aux humains.
“Tous ces résultats proviennent d’un très petit échantillon d’un centimètre cube”, explique Poinar. Sans ces méthodes, nous n’aurions jamais eu de telles informations sur la santé des femmes à l’époque. je pense que c’est vraiment cool. Seuls quelques laboratoires dans le monde savent mener de telles expériences.
Bestiaire des agents pathogènes
choléra, paludisme, E. coli : de nombreux agents pathogènes ont livré ces dernières années leurs secrets aux généticiens qui savent déchiffrer leur ADN.
Dernier exemple en date : une équipe basée à l’Institut Max-Planck d’anthropologie évolutive de Leipzig a suggéré dans un article publié mi-juin dans La nature origine géographique et temporelle de la bactérie Yersinia pestisresponsable de la peste noire, qui a emporté la moitié de la population européenne dans l’au-delà au 14ème siècle.
L’équipe de recherche a analysé l’ADN de dents trouvées dans un cimetière au Kirghizistan. Les tombes – datées de 1338 et 1339, sept et huit ans avant l’arrivée de la peste noire en Europe – indiquent en syriaque que les victimes ont été emportées par “la mer”. Le matériel génétique de Yersinia pestis conservé dans leurs dents s’avère être à la base des différentes souches qui apparaissent par la suite. Conclusion logique : voici la genèse de la terrible pandémie du Moyen Âge.
Des maladies comme la peste noire ont eu un impact profond sur l’évolution humaine. Hendrik Poinar est également impliqué dans un important projet de recherche, dont les résultats ne sont pas encore publiés, qui montre quels gènes humains ont été favorisés ou défavorisés par Yersinia pestis. L’équipe a comparé les génomes de personnes décédées avant, pendant et après le terrible épisode du 14e siècle.
Une étude similaire, mais portant sur la tuberculose, a été publiée en 2021 par l’équipe du généticien franco-espagnol Luis Quintana-Mursi. Ces scientifiques ont montré qu’une mutation génétique prédisposant l’homme à la tuberculose avait fortement diminué en fréquence (de 10% à 2-4%) sur deux millénaires en Europe. De très fortes pressions de sélection naturelle sont impliquées, disent-ils.
Variole et vaccin
Marie-Hélène B.-Hardy, étudiante au doctorat québécoise travaillant dans le laboratoire du professeur Poinar, étudie les épidémies de variole en Amérique du Nord aux 18e et 19e siècles. “Nous regardons l’interrelation entre l’évolution de ce virus et l’évolution des politiques de santé publique”, explique celui qui a rejoint cette équipe de renommée internationale il y a quatre ans.
Pour ce faire, il s’est appuyé sur deux importantes collections de restes humains de Montréal et de Philadelphie. Les squelettes ont été principalement découverts lors de « fouilles de sauvetage », organisées par exemple en marge de fouilles nécessitées par un chantier.
Dans certains cas – comme lorsque les cercueils sont peints en rouge – les archéologues sont presque certains que la variole a tué. Mais la plupart du temps, ils doivent croiser les doigts pour trouver le fameux virus qui en est la cause. Et s’ils ne peuvent pas le trouver, cela ne veut pas dire qu’il n’était pas là. “Avec l’ADN ancien, l’absence de preuve n’est pas une preuve d’absence”, explique Mme B-Hardy.
Pour l’instant, la doctorante n’a pas trouvé de traces génétiques de la variole dans ses prélèvements, mais elle garde espoir. Caractériser quelques souches lui permettrait de comprendre comment la maladie a atterri dans les villes nord-américaines : par la mer ou par les routes commerciales intérieures ? Il a également analysé les souches historiques de la vaccine (responsables du “cowpox”) qui ont été utilisées aux 18e et 19e siècles pour immuniser la population.
De la peste aux petits rhumes
La paléogénomique aide à mieux comprendre des maladies historiquement importantes comme la variole – qui a décimé les populations amérindiennes à l’arrivée des Européens – et la peste noire, mais Poinard espère également que la communauté scientifique profitera de cette science puissante pour explorer l’histoire de maladies inoffensives.
“Ce qui m’intéresse beaucoup”, dit-il, “c’est le fardeau imposé par les maladies pour lesquelles nous n’avons aucune trace historique”. Nous savons déjà à quel point la peste était terrible. Cependant, nous ne savons presque rien des agents pathogènes courants qui ont affecté les humains à très grande échelle ; mais ils sont probablement responsables de la plupart des décès de l’histoire. »
“Je ne dis pas que l’ADN ancien est le seul moyen de découvrir le passé”, poursuit-il, “mais je pense que c’est un outil particulièrement puissant pour découvrir quels insectes ont rendu l’humanité malade et à quoi ressemblait leur génome.” Nous pouvons même tester pour la virulence et la toxicité du génome de ces pathogènes en laboratoire. Comprendre leur trajectoire évolutive nous aide à comprendre ce que l’avenir nous réserve. »
Add Comment