L’origine géographique partagée entre la souche de tuberculose (TB) et l’hôte humain pourrait amplifier le risque d’infections, suggère une nouvelle étude.
Pour certaines formes de tuberculose, les chances qu’une personne exposée soit infectée dépendent du fait que l’individu et la bactérie proviennent ou non de la même zone géographique, selon une nouvelle étude qui compare la façon dont différentes souches se déplacent à travers des populations mixtes dans des villes cosmopolites.
Les résultats de la recherche, menée par des scientifiques de la Harvard Medical School (HMS) et publiés le 1er août dans Microbiologie de la naturefournit la première preuve concrète d’observations de longue date qui ont conduit les scientifiques à soupçonner que l’agent pathogène, le site et l’hôte humain entrent en collision dans une interaction distincte qui influence le risque d’infection et alimente les différences de susceptibilité à l’infection.
Les chercheurs ont déclaré que l’étude renforce une hypothèse de longue date dans le domaine selon laquelle certaines bactéries et leurs hôtes humains ont probablement évolué en parallèle sur des centaines ou des milliers d’années.
Les résultats pourraient également aider à développer de nouvelles approches de prévention et de traitement de la tuberculose, un agent pathogène insidieux qui rend malade plus de 10 millions de personnes et provoque plus d’un million de décès dans le monde chaque année, selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS).
Dans l’analyse récente, considérée comme la première comparaison contrôlée du pouvoir infectieux des souches de tuberculose dans des populations d’origines géographiques mixtes, les chercheurs ont créé une cohorte d’étude personnalisée en combinant les dossiers de patients tuberculeux de New York, d’Amsterdam et de Hambourg. Ainsi, ils ont obtenu suffisamment de données pour alimenter leurs modèles.
Selon l’analyse, les contacts familiaux proches des personnes diagnostiquées avec une souche de tuberculose issue d’une lignée géographiquement restreinte présentaient un taux d’infection 14 % inférieur et un taux de tuberculose active 45 % inférieur, par rapport à ceux exposés à une souche appartenant à une souche largement répandue. lignée.
L’étude a également montré que les souches ayant une portée géographique étroite sont beaucoup plus susceptibles d’infecter les personnes ayant des racines dans la région géographique d’origine de la bactérie que les personnes situées en dehors de cette région.
Les chercheurs ont découvert que le risque d’infection diminuait de 38 % lorsqu’un contact était exposé à un agent pathogène restreint provenant d’une région géographique qui ne correspondait pas à l’origine de la personne, par rapport à lorsqu’une personne était exposée à un microbe géographiquement restreint provenant d’une région géographiquement restreinte. correspond à son pays d’origine.
Cela était vrai pour les personnes qui vivaient dans cette région et pour les personnes dont les deux parents pouvaient retracer leur ascendance (héritage génétique) dans cette région.
Cette affinité pathogène-hôte indique une évolution partagée entre les humains et les pathogènes, avec certaines caractéristiques biologiques qui les rendent plus compatibles et alimentent le risque d’infection, selon les chercheurs.
“L’ampleur de l’effet est étonnamment grande”, a déclaré le Dr Maha Farhat, professeur d’informatique biomédicale à l’Institut Blavatnik du HMS, dans un communiqué.
“C’est un bon indicateur du fait que l’impact sur la santé publique est substantiel”, a-t-il déclaré.
Pourquoi les différences sont importantes
Grâce à l’utilisation croissante du séquençage génétique, les chercheurs ont remarqué que toutes les souches en circulation ne sont pas égales.
Certaines lignées sont répandues et sont responsables d’une grande partie de la tuberculose dans le monde, tandis que d’autres ne se propagent que dans quelques zones restreintes.
Compte tenu de la nature complexe de la transmission de la tuberculose dans les contextes à forte incidence, où les personnes sont souvent exposées à plusieurs souches, les chercheurs n’ont pas été en mesure de comparer les souches dans des conditions similaires et ont dû spéculer sur les explications possibles des différences entre les souches.
De nombreux facteurs augmentent le risque de contracter la tuberculose par contact étroit.
L’un des meilleurs indicateurs de l’infection de contacts étroits par une personne est la charge bactérienne, mesurée par un test appelé microscopie des frottis d’expectoration, qui montre la quantité de bactéries qu’une personne transporte dans son système respiratoire.
Mais la nouvelle étude a montré que pour les souches géographiquement limitées, le fait qu’une personne ait ou non des ancêtres qui vivaient là où la souche était courante était un prédicteur de risque d’infection encore plus grand que la charge bactérienne dans les crachats.
Dans les cas analysés dans l’étude, ce risque d’ascendance commune dépassait même le risque généré par le diabète et d’autres maladies chroniques dont il a été démontré précédemment qu’elles rendaient les gens plus sensibles aux infections.
Les résultats s’ajoutent à un nombre croissant de preuves sur l’importance de prêter une attention particulière à la variation entre les différentes lignées de tuberculose et aux détails de la manière dont elles interagissent avec les différentes populations hôtes.
Des études antérieures ont montré que certains groupes génétiques de tuberculose sont plus susceptibles de développer une résistance aux médicaments et que les vaccins antituberculeux semblent mieux fonctionner dans certains endroits que dans d’autres.
Il existe également des preuves selon lesquelles certains schémas thérapeutiques pourraient être plus adaptés à certaines souches de tuberculose qu’à d’autres.
“Ces résultats soulignent à quel point il est important de comprendre ce qui fait que les différentes souches de tuberculose se comportent si différemment les unes des autres et pourquoi certaines souches ont une si forte affinité pour certains groupes de personnes”, a déclaré le premier auteur de l’étude, Matthias Groeschel. chercheur en informatique biomédicale au laboratoire HMS et médecin résident à la Charité, un hôpital universitaire de Berlin.
En plus d’analyser les données cliniques, génomiques et de santé publique, les chercheurs ont également testé la capacité de différentes souches de tuberculose à infecter les macrophages humains, un type de cellule immunitaire que la tuberculose détourne pour provoquer une infection et une maladie.
Les chercheurs ont cultivé des cellules provenant de donneurs de différentes régions. Une fois de plus, les lignées cellulaires de personnes dont l’ascendance correspondait à l’habitat naturel d’une souche restreinte de bactérie tuberculeuse étaient plus sensibles aux germes que les cellules provenant de personnes situées en dehors de la zone, reflétant les résultats de leur étude épidémiologique.
Jusqu’à présent, la plupart des expériences sur l’interaction entre les cellules immunitaires humaines et la tuberculose n’ont pas comparé la manière dont la tuberculose interagit avec les cellules hôtes de différentes populations ou sites, ont indiqué les chercheurs.
Bien que cette expérience n’ait pas été conçue pour capturer des informations sur le mécanisme sous-jacent à l’affinité entre les populations humaines et tuberculeuses partageant des environnements géographiques, elle met en évidence l’importance d’utiliser plusieurs souches et cellules de tuberculose provenant de diverses populations pour éclairer le traitement et la prévention.
Les résultats soulignent également la nécessité de recherches plus fondamentales pour comprendre les différences génomiques et structurelles dans la façon dont les bactéries et les cellules hôtes s’interfacent.
“Il est très important de comprendre que la grande diversité de la génétique humaine et de la tuberculose peut avoir un impact significatif sur la façon dont les individus et les microbes réagissent les uns aux autres ainsi qu’à des choses comme les médicaments et les vaccins”, a déclaré Farhat. “Nous devons intégrer cela dans notre façon de penser à la maladie.”
“Nous commençons à comprendre l’importance de cette diversité”, a déclaré Groeschel. “Il reste encore beaucoup à apprendre sur la manière dont cela pourrait influencer l’efficacité des médicaments, des vaccins et la progression de la maladie chez différentes souches.”
Les progrès dans le séquençage des gènes révèlent d’autres inconnues
Alors que des groupes génétiques de tuberculose étroitement liés mais distincts ont été découverts grâce à des méthodes de génotypage plus traditionnelles, l’utilisation généralisée du séquençage du génome entier par les services de santé publique du monde entier a permis aux médecins et aux chercheurs de mieux établir le profil des germes de la tuberculose et de suivre génétiquement les épidémies et résistance aux médicaments.
La prise de conscience que les épidémies très localisées ne se propagent pas bien à d’autres régions a conduit les chercheurs à spéculer que les souches confinées au niveau régional étaient moins infectieuses que les souches largement répandues. Parce que les souches contraintes persistaient dans leurs limites étroites, certains chercheurs ont émis l’hypothèse que des populations localisées de bactéries pourraient avoir coévolué avec leurs hôtes humains, rendant différentes populations humaines plus sensibles à différents types de tuberculose.
Les chercheurs ont émis l’hypothèse que cela pourrait également signifier que différentes souches de tuberculose auraient une sensibilité différente aux différents traitements et vaccins.
Par exemple, des différences structurelles dans la forme des bactéries pourraient empêcher certains médicaments de se lier efficacement aux bactéries de souches différentes.
Jusqu’à récemment, ces hypothèses étaient presque impossibles à tester, compte tenu des différences de conditions culturelles et environnementales susceptibles d’affecter les taux d’infection dans différentes communautés et dans d’autres parties du monde.
De plus, le fait que les parcelles contraintes s’éloignaient si rarement de chez elles rendait difficile la collecte de suffisamment de données pour mesurer les différences entre les souches.
La science multidisciplinaire a résolu le cas
Pour surmonter ces obstacles, l’équipe de recherche a collaboré avec des services de santé publique et des équipes de recherche aux États-Unis, aux Pays-Bas et en Allemagne pour constituer une base de données massive intégrant des rapports de cas de tuberculose, des profils génétiques des agents pathogènes et des dossiers de santé publique sur les taux d’infection chez les proches. contacts.
L’analyse comprenait également des détails démographiques sur les réseaux sociaux des personnes infectées afin d’évaluer comment les différentes lignées génétiques de la tuberculose se sont propagées à d’autres populations.
Au total, l’étude a porté sur 5 256 cas de tuberculose et 28 889 contacts étroits.
“Cette étude est un excellent exemple de la raison pour laquelle il est si important pour les chercheurs de collaborer avec de nombreux types de partenaires”, a déclaré Groeschel.
“Nous avons pu fusionner les données de santé publique de trois grandes villes et utiliser les puissants outils de biologie computationnelle auxquels nous avons accès en médecine universitaire pour répondre à une question complexe qui a des implications importantes pour la santé publique et la biologie évolutive, le développement de vaccins et la recherche médicale”, » a indiqué le chercheur.
2024-08-12 22:26:07
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