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Les mécanismes recombinatoires et la co-évolution chez les agents pathogènes humains

La recombinaison désigne l'assimilation d'ADN étranger. C'est ce phénomène qui a permis à des lignées de Streptococcus pneumoniae résistantes aux médicaments d'échapper aux nouveaux vaccins conjugués. Un projet financé par l'UE a tenté de résoudre ce problème en analysant les différents mécanismes recombinatoires que le pathogène a mis au point pour échapper au système immunitaire humain.
Les mécanismes recombinatoires et la co-évolution chez les agents pathogènes humains
Le projet R-EVOLUTION PNEUMO (The role of recombination in evolution and epidemiology of bacterial pathogen Streptococcus pneumoniae) a permis de mieux comprendre le rôle de la recombinaison chez la bactérie pathogène Streptococcus pneumoniae, ou pneumocoque.

Une approche interdisciplinaire a permis de rassembler la microbiologie de l'évolution, l'immunologie et l'épidémiologie des maladies infectieuses. Des modèles génériques en matière d'épidémiologie de l'évolution ont été utilisés pour mieux comprendre la dynamique recombinatoire des populations. Par ailleurs, le génome des pneumocoques a été intégralement séquencé afin d'établir les liens entre la recombinaison, l'immunité, la vaccination et la résistance aux médicaments.

L'analyse génétique des polysaccharides capsulaires, cibles de prédilection des vaccins, a révélé que ces régions faisant l'objet d'une recombinaison donnant lieu à l'apparition de nouvelles variantes. La plupart des recombinaisons isolées avaient une origine inconnue. Les chercheurs ont ainsi émis l'hypothèse que cette diversité jusque-là méconnue était le résultat d'une bactérie étroitement liée.

La comparaison des plus grands groupes de sérotypes a permis d'établir qu'ils évoluaient en fonction du taux de recombinaison et de la vitesse d'adaptation potentielle. En d'autres termes, les vaccins visant les polysaccharides pourraient opter pour de nouveaux sérotypes à l'avenir, ce qui montre bien l'importance de nouvelles recherches dans le secteur.

L'analyse de plusieurs lignées de pneumocoques a montré que l'évolution du pathogène dépendait de deux mécanismes distincts, la micro-recombinaison et la macro-recombinaison. La macro-recombinaison représente le mécanisme associé au changement de sérotype (altération du sérotype par recombinaison, ce qui permet d'échapper au vaccin) et à la résistance aux principales catégories d'antibiotiques.

Une nouvelle méthode a été utilisée pour visualiser la diversité génétique des antigènes bactériens. Cela a permis de mettre au point une nouvelle technique d'analyse structurelle des populations et l'identification des mosaïques (le mosaïcisme représente l'expression de gènes dans certaines cellules seulement d'un individu). Cela permettra l'analyse rapide des signes d'une recombinaison au sein de volumes importants de données à l'avenir.

R-EVOLUTION PNEUMO favorisera la compréhension du rôle de la recombinaison de S. pneumoniae pour une co-évolution au sein de la population humaine. Par ailleurs, les résultats du projet peuvent s'appliquer à d'autres pathogènes tels que Neisseria meningitidis, Salmonella enterica et Helicobacter pylori. Les données obtenues sur la prévision des réactions à long terme des vaccins actuels et à venir permettront de mettre au point des traitements plus efficaces et ainsi sauver la vie des patients.

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Mots-clés

Recombinaison, Streptococcus pneumoniae, co-évolution, système immunitaire humain, séquençage du génome complet, polysaccharides capsulaires, lignées de pneumocoques, mosaïque