Retour sur « la peste de Justinien »

En l’an 542 une maladie mortelle décima la population de l’Empire Byzantin. Elle atteignit l’Afrique du Nord, l’Espagne, l’Italie et les frontières française et allemande en 543. Les historiens comme les scientifiques se perdirent en conjecture quant à l’agent infectieux qui avait fait brutalement chuter la population de près de la moitié. Cette pandémie fut tout de même appelée « La Peste de Justinien », du nom de l’Empereur en place à Rome à cette époque. Les conséquences de cette pandémie furent catastrophiques tant sur le plan économique que politique puisque la chute de l’Empire romain en fut la principale conséquence et ce d’autant plus que cette maladie persista jusqu’au VIIIe siècle. Quelques 800 années plus tard, une nouvelle pandémie de peste s’abattit sur l’Europe et les récits des historiens sont formels, cette fois il s’agissait bien de la peste bubonique et pulmonaire venue de Chine en suivant le long cheminement de la Route de la Soie.

Les biologistes ont depuis longtemps établi des classements des diverses souches de Yersinia pestis basés sur des caractères phénotypiques comme par exemple la dépendance en certains nutriments dans les milieux de culture au laboratoire. Cependant, pour la pandémie dite « peste de Justinien » il ne fut pas possible de classer le germe pathogène parmi les yersinia tout simplement parce qu’aucune information n’était disponible. C’est en effectuant des fouilles archéologiques dans les cimetières qu’il a été possible d’établir un arbre phylogénétique des diverses souches ayant dévasté les populations européennes entre les XIVe et XVIIIe siècles. Cette même approche a été rendue possible en procédant à des fouilles du cimetière du Haut-Moyen Age d’Aschheim en Bavière. Les techniques de datation ont établi que tous les squelettes retrouvés dataient du VIe siècle. La particularité de ce cimetière est que la plupart des tombes (438 individus) contenaient deux, voire plusieurs squelettes, visiblement inhumés le même jour. Il fut alors « facile » d’extraire de l’ADN de certains de ces squelettes et de confirmer – enfin- la présence de yersinia.

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De plus l’arbre « généalogique » de cette bactérie est maintenant complet et il est intéressant de s’y attarder. Toutes les souches représentées par des points gris n’ont été retrouvés qu’en Asie. Les carrés jaunes représentent les souches qui sévirent en Europe entre les XIVe et XVIIIe et dont dérivent celles présentes en Europe (petits cercles blancs.

Le carré bleu figure une souche retrouvée uniquement en Mongolie (MNG 2972) et dont dériva directement la souche 0.ANT1, responsable de la peste de Justinien. Cet arbre phylogénétique a pu être construit en étudiant cinq sites particuliers de SNPs (single nucleotide polymorphism) qui renseignent très précisément sur la chronologie d’apparition des diverses souches. J’ai mis entre guillemets le mot « facile » ci-dessus. En réalité, l’identification et le séquençage d’ADN à partir de dents, ADN retrouvé dans les micro-capillaires sanguins dans la pulpe de la dent, nécessite une étape préliminaire dite d’amplification. Or toute impureté présente dans un échantillon soumis à une telle étude est également amplifiée. Les techniques d’amplification ont été grandement améliorées ces dernières années tant aux USA (Université de Flagstaff, Arizona) qu’en Allemagne (Université Ludwig Maximilian, Munich) où ces travaux ont été effectués.

Source : PlosOne, doi : http://dx.doi.org/10.1371/journal.ppat.1003349

Autres liens sur ce blog :

https://jacqueshenry.wordpress.com/2016/01/13/le-mecanisme-dinfection-de-la-peste-enfin-demontre/

https://jacqueshenry.wordpress.com/2015/03/05/les-epidemies-de-peste-en-europe-une-histoire-de-climat-en-asie/

https://jacqueshenry.wordpress.com/2014/05/11/la-grande-peste-ou-black-death/

Le mécanisme d’infection de la peste enfin démontré

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Le 5 mars dernier, je relatais une étude permettant de lier les épidémies de peste en Europe avec les variations de la pluviométrie (mousson) en Asie. Le réservoir de la bactérie responsable de cette maladie mortelle si elle n’est pas rapidement traitée avec des antibiotiques appropriés est le rat et les rongeurs en général comme l’écureuil terrestre gris qui peuple les parcs nationaux californiens. Des visiteurs du parc de Yosemite reviennent quelques fois chez eux avec la peste … La bactérie (Yersinia pestis) est un proche parent d’une autre entérobactérie assez communément présente dans l’intestin appelée Yersinia pseudotuberculosis qui peut provoquer des diarrhées bénignes. On sait aujourd’hui que la peste est transmise par les puces et pour comprendre quel est le mécanisme de la virulence de la bactérie de la peste, il a été nécessaire de comparer les génomes de ces deux bactéries et également ceux de proches parents toujours présents dans les steppe asiatiques traversées par la « Route de la Soie » autrefois.

La bactérie « Y.pseudo » a évolué vers ce qu’on appelle des « pestoïdes » moins virulents que Y.pestis en particulier au niveau de l’attaque de la rate – l’organe, pas la femelle du rat. Quelque part, un jour, ces pestoïdes ont conduit à la forme dévastatrice qui décima la moitié de la population méditerranéenne en à peine deux ans (541-543) sous le règne de Justinien après avoir ravagé la Grèce antique à l’époque de Périclès. Selon l’étude réalisée par des microbiologistes de l’Université NorthWestern à Chicago, la divergence entre Y.pseudo et Y.pestis eut lieu il y a une dizaine de milliers d’années mais quelle est la différence entre ces deux bactéries cousines ?

D’abord Y.pseudo est peu virulente car il lui manque une activité enzymatique essentielle comme on va le comprendre. De plus elle est pathogène pour les puces car celles-ci meurent de diarrhée ! À la suite d’une mutation sur un gène (pla) codant pour un enzyme coupant des protéines, on dit une protéase, la virulence de la nouvelle bactérie Y.pestis est apparue au grand jour. Cette mutation et quelques autres impliquées dans le métabolisme général ont fait que les puces ne meurent plus quand elles sont infectées par Y.pestis, mais que se passe-t-il chez l’homme ? Cette protéase d’un nouveau genre va dissoudre le caillot formé au niveau de la piqûre de la puce pour stopper une éventuelle hémorragie mais aussi pour bloquer l’entrée dans le sang de tout germe pathogène. Cette protéase attaque en effet le plasminogène précurseur de la plasmine, un enzyme impliqué justement dans la formation du caillot sanguin. Comme Y.pestis a été injectée par la puce avec sa salive, normalement la bactérie aurait du être bloquée par ce caillot or ce n’est plus le cas. La bactérie va allègrement circuler avec le sang pour provoquer une septicémie ou se retrouver dans les ganglions lymphatiques où elle va se multiplier rapidement des millards de fois puis atteindre les poumons où elle peut alors aisément être transmise de personne à personne et provoquer une mort certaine si le malade n’est pas immédiatement traité.

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De plus le côté diabolique de cette mutation est qu’elle augmente la virulence de la bactérie au niveau des poumons ! Cette étude a été rendue possible en établissant la séquence d’ADNs tant des formes de la bactérie actuelle (souches KIM et CO92, voir ci-dessous) que de celles isolées sur des cadavres exhumés datant de la « Grande Peste » du Moyen-Age. Pour apporter une preuve supplémentaire, le gène muté d’Y.pestis a été réintroduit dans Y.pseudo et cette bactérie anodine est devenue aussi virulente que sa proche cousine, ou plutôt, selon l’arbre phylogénétique, sa descendante. Pour donner une idée de la virulence fantastique de Y.pestis qui semble être une exception dans le vaste domaine de la bactériologie, une seule bactérie Y.pestis injectée à une souris suffit à la tuer en quelques jours.

Pour la bonne compréhension de l’illustration tirée de la revue Nature communications (doi : 10.1038/ncomms8487 ) la souche angola de Y.pseudo est plus récente que les souches dites pestoïdes du même Y.pseudo.

Source : Nature comms

Les épidémies de peste en Europe ? Une histoire de climat en Asie …

Pour une fois, qui n’est pas coutume, l’étude du climat (passé, entendons-nous bien) vient d’éclairer le mécanisme des grandes pandémies de peste qui ravagèrent l’Europe du XIVe au XIXe siècle ainsi que la raison pour laquelle un réservoir de la bactérie responsable de ce mal (Yersinia pestis) persista aussi longtemps dans cette même Europe défiant toutes les théories épidémiologiques qui prévoient qu’une épidémie s’éteint d’elle-même. L’hypothèse du réservoir de la bactérie de la peste fut pendant longtemps le rat noir ou « rat des villes » comme le nommait Jean de la Fontaine et le vecteur de transmission à l’homme fut reconnu comme étant la puce (Xenopsylla cheopsis) qui se complait aussi bien avec le rat qu’avec l’homme. Le rat a depuis des temps immémoriaux été un commensal de l’homme puisqu’on estime aujourd’hui encore qu’il y a à Londres autant d’habitants que de rats. Le rat, comme beaucoup de rongeurs, véhicule un nombre incroyable de bactéries et de virus (voir le lien sur ce blog) dont l’entérobactérie responsable de la peste, hautement contagieuse et non pas seulement par l’intermédiaire des puces. Bref, l’Europe a été ravagée par des vagues successives de pandémies de peste mais ce n’est qu’à la suite de travaux de bactériologistes en Chine lors de la dernière pandémie de peste de la fin du XIXe siècle que fut reconnu le rôle des puces. Pendant plus de 500 années les hommes ignorèrent quel était le mode de transmission de la maladie qui décima la population européenne à plusieurs reprises.

La première grande épidémie historiquement connue eut lieu à Athènes en 430 avant notre ère et Périclès en mourut mais ce n’est qu’une hypothèse, par contre la Grande Peste Noire (1347-1351) ne put pas être attribuée à d’autres bactéries en raison des nombreuses descriptions du mal qui décima près de la moitié de la population européenne. Cette épidémie arriva en Europe par les ports marchands où on embarquait les denrées en provenance d’Asie et en particulier de Chine après avoir traversé la totalité du continent asiatique par la route dite de la Soie, celle-là même que projètent de réactiver conjointement la Russie et la Chine par des liaisons ferroviaires modernes et rapides. Ce qui a frappé les épidémiologistes modernes est la forte récurrence des épidémies de peste en Europe jusqu’à la fin du XVIIe siècle presque régulièrement avec des intervalles d’une vingtaine d’années. En règle générale une épidémie, comme par exemple la grippe espagnole de 1919, disparaît quand le réservoir de la bactérie disparaît lui-même (les rats meurent aussi de la peste) ou que la population qui a survécu est devenue résistante au germe. Mais en ce qui concerne la peste, cette évolution atypique a conduit quelques biologistes des Universités d’Oslo et de Berne à reconsidérer le mécanisme d’apparition de ces vagues successives de peste pendant ces quatre siècles.

Il est bien établi par les chroniqueurs et les historiens que la peste apparut d’abord dans des ports vers lesquels arrivaient les marchandises en provenance d’Asie, sans qu’aucune corrélation avec les conditions climatiques locales aient pu être établies ultérieurement à l’aide de l’étude des cernes des arbres européens. Tout au plus la peste se déclarait au cours de certains étés chauds et pluvieux mais sans qu’aucune règle générale n’ait pu être décelée.

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L’équipe dirigée par le Professeur Nils Stenseth de l’Université d’Oslo s’intéressa au climat asiatique précédant ces épidémies européennes en rassemblant les données de dendrologie (cernes de croissance des arbres) de cyprès situés dans le massif du Karakorum au nord du Pakistan et d’autres régions asiatiques. Ces arbres procurent en effet une bonne indication du régime des moussons d’Asie. Il se trouve que les épidémies de peste européennes suivaient systématiquement d’environ une quinzaine d’années les conditions de température et d’humidité favorables à l’explosion de la population de gerbilles, des petits rongeurs terrestres à longue queue. Compte tenu de la durée de voyage des caravanes tout au long de la route de la soie et sachant que la peste était endémique en Asie il fallait donc environ douze à quinze années de délai entre ces conditions climatiques favorables au pullulement des gerbilles en Asie pour que la peste arrive près des rives de la Mer Caspienne puis atteigne les premiers ports de Turquie (l’Empire Ottoman d’alors) puis ceux d’Italie, d’Afrique du Nord, de la Hanse et enfin du Royaume-Uni. On sait aujourd’hui que la grande gerbille (Rhombomys opimus) d’Ouzbékistan est un réservoir de la bactérie Yersinia or la route de la soie traversait justement ces contrées. Par analyse dendrologique neuf épisodes climatiques asiatiques ont pu ainsi être significativement reliés avec l’apparition de peste aux confins occidentaux du continent eurasiatique (l’Europe) une douzaine d’années plus tard, début d’épidémie qui s’étendait alors en moins de trois ans dans toute cette région depuis les ports turcs, de Crimée ou du Liban actuel.

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Ce sont donc de discrètes variations climatiques liées principalement à la mousson d’Asie qui furent la cause première de ces épidémies à répétition qui frappèrent l’Europe pendant 4 siècles. Les puces infestant les gerbilles pullulant en raison d’un climat favorable transmettaient alors la bactérie aux voyageurs et aux quelques rats qui les suivaient et dans les ports, le principal réservoir devenait alors le rat noir. Mais cette explication n’est pas totalement confirmée par les observations et les chroniques car certaines épidémies ont eu lieu presque en l’absence totale de rats. Il est donc possible que des porteurs sains aient pu aussi disséminer le germe responsable de la peste car il est également transmis par contact direct d’homme à homme par exemple par la salive. La bactérie, entre deux épidémies, pouvait rester présente chez les rats mais cette étude ne le confirme pas car elle est plutôt en faveur de l’arrivée de nouvelles souches de Yersinia au gré des voyages commerciaux et des explosions de populations de gerbilles à l’autre bout du continent eurasiatique.

Ces travaux inattendus ont ainsi relié des conditions climatiques loin des foyers européens d’apparition de la peste en Europe. Aujourd’hui les moyens de transport favorisent la dissémination de toutes sortes de germes pathogènes d’un endroit à l’autre de la planète en quelques heures et il serait impossible d’établir un quelconque lien entre des conditions climatiques spécifiques d’une région et l’apparition d’une épidémie à l’autre bout d’un autre continent …

En addendum à ce billet écrit il y a quelques jours, une étude parue ce 2 mars 2015 dans le Journal of Medical Entomology en libre accès (http://dx.doi.org/10.1093/jme/tjv014) et réalisée par des biologistes de la Cornell University montre que les rats de la ville de New-York sont infestés de puces « orientales » qui transmettent la peste ! Sur 6500 de ces parasites prélevés sur des rats plus de 500 sont celles qui transmettent la peste. Fort heureusement la peste n’a pour l’instant été détectée qu’uniquement dans le réservoir naturel des écureuils terrestres de Californie et des chiens de prairie. Une dizaine d’Américains contractent la peste chaque année … Ces mêmes rats sont des vecteurs de Bartonella, une bactérie à l’origine de dermatoses difficiles à traiter pouvant parfois dégénérer en endocardites. Les populations les plus vulnérables de New-York sont les sans-abris et c’est facile à comprendre, les puces des rats peuvent les trouver appétissants.

https://jacqueshenry.wordpress.com/2014/10/18/la-peur-ancestrale-du-rat-est-bien-justifiee/

Source et illustrations : http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1412887112