Yersinia : un nouvel outil génomique pour l’identification des souches

« Yersinia : un nouvel outil génomique pour l’identification des souches », source communiqué de l’Institut Pasteur du 15 octobre 2019.

Les bactéries du genre Yersinia sont très nombreuses et diffèrent notamment par leur capacité à provoquer une maladie (leur pouvoir pathogène) ou pas. Yersinia pestis est ainsi responsable de la peste, tandis que Yersinia enterocolitica et Yersinia pseudotuberculosis sont des bactéries responsables d’affections intestinales. Des chercheurs de l’Institut Pasteur ont développé une nouvelle méthode d’analyse génomique pour classer et identifier toutes les souches de Yersinia et estimer leur pouvoir pathogène.

Le genre Yersinia, qui appartient à la famille des entérobactéries, est actuellement composé de 19 espèces et comprend trois agents pathogènes qui touchent l’Homme :

• l’agent de la peste Yersinia pestis ;
• et les pathogènes alimentaires Yersinia enterocolitica et Yersinia pseudotuberculosis, qui sont responsables de yersiniose entérique, une maladie pouvant être transmise par les aliments.

Yersinia enterocolitica représente la troisième cause de diarrhée d’origine bactérienne dans les pays tempérés et froids, après Salmonella et Campylobacter. En France, les infections se manifestent le plus souvent sous forme de cas sporadiques ou de cas groupés en faible nombre.

« Jusqu’à présent, l’identification des souches était réalisée grâce à des méthodes biochimiques qui peuvent manquer de résolution. Elles reposent en effet sur des réactions métaboliques qui, en cas de réaction atypique, aboutiront à une mauvaise identification » déclare Cyril Savin, responsable-adjoint du Centre national de référence (CNR) de la peste et autres yersinioses, hébergé à l’Institut Pasteur.

« Nous avons mis au point une méthode d’analyse de la séquence du génome qui permet d’en faire une traduction rapide et compréhensible », explique Sylvain Brisse, responsable de l’unité Biodiversité et Epidémiologie des Bactéries Pathogènes. « En scannant pour chaque souche la séquence de nombreux gènes du génome de Yersinia, on se rend compte que chaque bactérie possède un profil génétique unique. La méthode consiste à transformer ce profil génétique en une sorte de ‘code-barre’ standardisé. »

En utilisant cette méthode sur le genre Yersinia, plus de 3000 code-barre ont été recensés, dont certains mettant au jour de nouvelles espèces. « Nous avons abouti à un langage standardisé pour que chaque laboratoire puisse maintenant reconnaître ces codes », poursuit Sylvain Brisse. Pour diffuser la méthode, une base de données de « code-barres » (profils génomiques) et l’identification correspondante a été rendue accessible publiquement, permettant aux laboratoires du monde entier d’identifier les souches de Yersinia à l’aide de leurs propres séquences génomiques.

Grâce à un algorithme de classification automatisé, chaque profil génomique est associé à son espèce et à sa lignée génétique. « La comparaison des profils génétiques des souches de Yersinia a révélé une biodiversité inattendue, révélant plusieurs espèces nouvelles et inconnues jusqu’alors. Grâce au profil génomique des souches, leur identification est désormais extrêmement fiable », souligne Alexis Criscuolo, bioinformaticien au département de Biologie computationnelle. « Cette méthode nous permet également de mieux définir le pouvoir pathogène des souches que nous recevons au CNR. Environ 33% d’entre elles ne sont pas pathogènes ! », souligne Cyril Savin. Le pouvoir pathogène étant différent d’une souche de Yersinia à une autre, l’identification précise des souches est en effet essentielle : « Elle permet à la fois un meilleur suivi des patients et oriente le déploiement de mesures de santé publique », explique Javier Pizarro-Cerdá, responsable de l’unité de recherche Yersinia à l’Institut Pasteur.

L'étude est parue dans la revue Microbial Genomics.