Une nouvelle étude du Genomics and Microbial Evolution Group à l'Université d'Elche (UMH) de Miguel Hernández ainsi que le Département des interactions hôte-microbe à l'hôpital de recherche pour enfants de St. Jude à Memphis, aux États-Unis, met en lumière l'une des grandes énigmes de la microbiologie: pourquoi seules certaines souches de bactéries communes deviennent des pathogènes pandèques. L'œuvre, publiée dans le prestigieux journal Actes de l'Académie nationale des sciences (PNA)se concentre sur Vibrio choleraela bactérie qui provoque le choléra. Il révèle que sa forme la plus dangereuse provient d'une combinaison spécifique de gènes et de variantes alléliques qui lui donnent un avantage dans l'intestin humain. Cette recherche pourrait ouvrir la voie à de nouvelles stratégies pour prédire et prévenir les futures épidémies du choléra.
L'étude résulte d'une collaboration entre le chercheur de l'UMH, Mario López Pérez et le professeur Salvador Almagro-Moreno du St. Jude Children's Research Hospital. Il a également impliqué le professeur José M. Haro Moreno de l'UMH et la chercheuse prédoctorale Alicia Campos López, affiliée au Département de production d'usines et de microbiologie.
Grâce à une analyse approfondie de plus de 1 840 Vibrio cholerae Genomes, les chercheurs ont identifié onze grappes phylogénétiques distinctes, le groupe pandémique appartenant au plus grand et situé dans une lignée partagée avec les souches environnementales. Leurs résultats suggèrent que l'émergence de souches pandémiques, responsable des épidémies mondiales de choléra, dépend en grande partie de l'acquisition de grappes de gènes modulaires uniques et de variations alléliques qui conférent un avantage concurrentiel pendant la colonisation intestinale. Celles-ci agissent comme des filtres non linéaires qui empêchent la plupart des souches environnementales de devenir pathogènes humains.
En conséquence, seul un petit groupe de Vibrio cholerae Les souches peuvent provoquer le choléra chez l'homme, malgré la grande diversité naturelle de l'espèce. Nous nous sommes demandé pourquoi seul ce petit sous-ensemble avait jamais déclenché des pandémies. «
Mario López, chercheur UMH, auteur principal de l'étude
L'étude révèle que l'émergence de la pandémie V. Cholerae Les clones sont limités par des goulots d'étranglement génétiques spécifiques. Ceux-ci nécessitent: un fond génétique pré-adapté à la virulence, l'acquisition de clusters de gènes clés tels que CTXφ et VPI-1, leur organisation en arrangements modulaires spécifiques, et enfin, la présence de variantes alléliques uniques. « Ce n'est que lorsque tous ces éléments se réunissent qu'une souche peut évoluer en un agent pathogène capable de pandémie », explique les chercheurs.
Ces fonctionnalités sont absentes dans la plupart des environs V. Cholerae les souches et semblent accorder des clones pandémiques un avantage concurrentiel clé: une capacité améliorée à coloniser l'intestin humain.
« Fait intéressant, les traits génétiques qui permettent V. Cholerae Pour infecter les humains ne profite pas aux bactéries dans leur environnement aquatique naturel, « note López. Dans la nature, V. Cholerae vit généralement librement ou en association avec les colonies, les mollusques ou les crustacés des cyanobactéries.
Le choléra est endémique dans certaines parties du monde avec une mauvaise eau, l'assainissement et les infrastructures d'hygiène. Les épidémies peuvent également se produire après des catastrophes naturelles qui perturbent ces systèmes. La maladie se caractérise par des épisodes soudains et graves de diarrhée aqueuse, entraînant une déshydratation rapide et, si elle n'est pas traitée, potentiellement la mort.
« Notre modèle analytique pourrait être appliqué à d'autres bactéries environnementales pour comprendre comment les clones pathogènes émergent de populations non pathogènes », souligne López. L'étude ouvre également la porte à une surveillance plus précise des souches avec une approche de potentiel pandémique qui pourrait être très utile pour la préparation de la santé publique.
La recherche a été soutenue par la US National Science Foundation (NSF) dans le cadre du programme de carrière (# 2045671) et par l'investigateur du Burroughs Wellcome Fund dans le programme de pathogenèse des maladies infectieuses (# 1021977). Il a également reçu un financement du projet espagnol « Micro3Gen » (PID2023-150293NB-I00), cofinancé par le Fonds européen de développement régional (Feder) et géré par le ministère espagnol de l'économie, de l'industrie et de la compétitivité.
