L’ADN ancien révèle des secrets bien cachés sur les migrations, l’évolution et le métissage des populations humaines, mais aussi sur l’histoire des agents pathogènes et des animaux. Deuxième article d’une série sur la science bouillonnante 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, âgée d’environ 30 ans, donne naissance à un petit garçon. Cette nouvelle maman, cependant, est malade. souffrant d’une forte fièvre. Elle ne survit pas à la naissance, et son bébé non plus, également atteint de l’infection, qui meurt avant même d’être né. Des histoires comme celle-ci, l’humanité les connaît depuis la nuit des temps. Quelle maladie a pris ces deux vies ? 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 », s’émerveille Hendrik Poinar, directeur du Centre for Ancient DNA de l’Université McMaster à Hamilton, en Ontario. En 2017, le professeur Poinar et ses collègues ont publié un article détaillant le triste sort de la mère troyenne, qui jusque-là n’était qu’un squelette. Ils sont arrivés là parce que les os du mort 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 : l’une typique des infections liées à la grossesse (Gardnerella vaginalis), l’autre plus associée aux infections urinaires (Staphylococcus saprophyticus). Le génome de la deuxième bactérie diffère significativement de sa souche S. saprophyticus circulant chez l’homme aujourd’hui, mais se rapprochant de celui affectant les animaux. Les scientifiques en ont donc conclu que cette bactérie avait « sauté » un jour des vaches à l’homme. “Toutes ces découvertes proviennent d’un très petit échantillon d’un centimètre cube”, explique Poinar. Sans ces méthodes, nous n’aurions jamais eu ce genre d’information sur la santé des femmes à cette époque. je pense que c’est vraiment cool. Seuls quelques laboratoires dans le monde savent mener de telles expériences.
Vestiaire 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 paru mi-juin dans La nature origine géographique et temporelle de la bactérie Yersinia pestisresponsable de la peste noire, qui a transporté 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 sépultures – 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 “peste”. Leur matériel génétique Yersinia pestis conservée dans leurs dents s’avère être à la base des différentes souches apparues par la suite. Conclusion logique : c’est là que se situe la genèse de la terrible pandémie du Moyen Âge. Des maladies comme la peste noire ont eu un effet profond sur l’évolution humaine. Hendrik Poinar est également impliqué dans un vaste projet de recherche, dont les résultats doivent être 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 XIVe siècle. Une étude similaire, mais sur la tuberculose, a été publiée en 2021 par le groupe du généticien franco-espagnol Lluis Quintana-Murci. Ces scientifiques ont montré qu’une mutation génétique qui prédispose l’homme à la tuberculose avait diminué de manière significative en fréquence (de 10% à 2-4%) sur deux millénaires en Europe. Une très forte pression de sélection naturelle est impliquée, disent-ils.
Variole et vaccine
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’interaction entre l’évolution de ce virus et l’évolution des politiques de santé publique”, explique celui qui a rejoint ce groupe de renommée internationale il y a quatre ans. Pour ce faire, il s’appuie sur deux importantes collections de restes humains de Montréal et de Philadelphie. Les squelettes ont été pour la plupart récupérés lors de “vraies fouilles”, organisées par exemple en marge d’une fouille nécessitée par un chantier. Dans certains cas, comme lorsque les cercueils sont peints en rouge, les archéologues sont à peu près certains que la variole a tué. Mais la plupart du temps, ils doivent croiser les doigts pour trouver le virus infâme 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. Jusqu’à présent, la doctorante n’a trouvé aucune trace génétique de variole dans ses échantillons, 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 analyse également les souches historiques de la vaccine (responsables du “cowpox”), qui ont été utilisées aux 18e et 19e siècles pour immuniser les populations.
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 Poinar espère également que la communauté scientifique profitera de cette science puissante pour enquêter sur l’histoire de maladies inoffensives. «Ce qui m’intéresse le plus, dit-il, c’est le fardeau imposé par des maladies pour lesquelles nous n’avons aucune preuve 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. Cependant, ils sont probablement responsables de la majorité des décès dans l’histoire. » “Je ne prétends pas que l’ADN ancien est le seul moyen de révéler le passé”, poursuit-il, “mais je pense que c’est un outil particulièrement puissant pour révéler quels insectes ont rendu l’humanité malade et quel était leur génome.” On peut même tester la virulence et la toxicité du génome de ces pathogènes en laboratoire. Comprendre leur trajectoire évolutive nous aide à savoir ce que l’avenir nous réserve. »
