L’ADN des poumons d’un évêque momifié montre que la tuberculose n’a infecté l’humain que récemment

L‘évêque Peder Winstrup est mort en 1679 de notre ère dans ce qui est aujourd’hui la Suède, alors que la tuberculose ravageait l’Europe. Son corps a été placé dans une crypte fraîche et sèche, et il est resté intact pendant près de 250 ans. Lorsque la crypte a été ouverte pour la première fois en 1923, les scientifiques ont été surpris de découvrir que l’évêque Winstrup s’était momifié, avec ses vêtements et ses cheveux parfaitement intacts. A présent, des chercheurs ont utilisé ses poumons bien préservés, endommagés par la tuberculose, pour comprendre quand cette maladie mortelle a commencé à infecter les humains.

Image d’entête : le cercueil de Peder Winstrup et ci-dessous gravure de Peder Winstrup publiée en 1666.. (Wikimédia)

Les historiens et les scientifiques sont très au fait de la tuberculose. Selon les données de l’Organisation mondiale de la santé pour 2019, il s’agit de la maladie infectieuse la plus mortelle qui touche l’homme. Elle infecte plus de 10 millions de personnes et en tue plus de 1,4 million chaque année. Les preuves squelettiques et les documents écrits sur la tuberculose remontent à plus de 3 000 ans. Vers 1805, la maladie tuait une personne sur quatre à Londres.

La tuberculose est causée par des bactéries du “complexe” Mycobacterium tuberculosis, un groupe de neuf espèces étroitement apparentées qui infectent les poumons de divers mammifères. Les humains sont principalement infectés par une espèce appelée M. tuberculosis. Cependant, d’autres membres du groupe, comme ceux qui infectent les tapirs de Malaisie et les otaries, peuvent être transmis d’une espèce à l’autre et, dans certains cas rares, peuvent infecter les humains.

Mais quand la tuberculose a-t-elle commencé à avoir un impact aussi monumental sur la santé humaine ? Selon une nouvelle étude publiée cette semaine (lien plus bas) par une équipe de chercheurs de l’Institut Max Planck pour la science de l’histoire humaine (Allemagne), elle pourrait bien être apparue récemment. En utilisant les poumons de l’évêque Winstrup, ces chercheurs ont montré que la tuberculose n’a pas plus de 6 000 ans.

Micrographie électronique à balayage de la bactérie Mycobacterium tuberculosis, qui cause la tuberculose. (NIAID)

Bien que cette maladie soit bien documentée sur le plan clinique, les scientifiques ont eu du mal à déterminer ses origines chez l’homme. L’ancêtre du Mycobacterium tuberculosis serait originaire d’Afrique, d’après de précédentes études sur sa diversité génétique. Comme la tuberculose est présente dans le bétail, la théorie habituelle veut que les vaches aient transmis leur espèce bactérienne, Mycobacterium bovis, à l’homme au cours du néolithique. Il s’agit d’une période culturelle qui a duré entre 11 000 et 3 500 ans environ, au cours de laquelle les humains ont commencé à domestiquer des animaux, à pratiquer l’agriculture et à vivre dans de grandes agglomérations. Les colonisateurs européens auraient ensuite apporté la maladie aux Amériques. Cependant, les scientifiques ont découvert plus tard que la M. tuberculosis est en fait plus âgé que la M. bovis, ce qui suggère que nous avons d’abord transmis la tuberculose aux vaches.

Depuis lors, différentes équipes de scientifiques sont arrivées à des conclusions contradictoires. Une étude de 2013 a examiné l’ADN de la tuberculose moderne et elle a estimé que la maladie était en fait beaucoup plus ancienne qu’on ne le pensait, qu’elle était apparue il y a environ 73 000 ans et qu’elle accompagnait les humains qui migraient hors d’Afrique. Cette hypothèse est rapidement devenue l’hypothèse privilégiée pour expliquer la répartition de la tuberculose dans le monde.

Cependant, l’ADN de la tuberculose provenant d’anciens squelettes du Pérou a rapidement remis en question cette idée, suggérant que la date d’émergence au Néolithique était peut-être correcte après tout. De façon surprenante, les chercheurs ont découvert que ces squelettes étaient infectés par les espèces de la tuberculose des phoques et des otaries , et non par la M. tuberculosis. Et lorsqu’ils ont utilisé cet ADN pour reconstituer le génome de la tuberculose, ils ont trouvé une autre surprise : l’ancêtre du complexe Mycobacterium tuberculosis semblait avoir été créé il y a moins de 6 000 ans. Dans ce scénario, après l’apparition de la tuberculose en Afrique au Néolithique, l’agent pathogène s’est très probablement propagé indépendamment aux Amériques chez les humains consommant des phoques infectés.

Amérindien atteint de tuberculose, zoonose potentielle à partir des phoques. (Leonardo Gonzalez)

De nombreux scientifiques ont hésité à accepter cette récente date du néolithique sans preuves de sources plus récentes. Ainsi, si ces trois explications impliquaient toutes divers comportements humains dans la propagation de l’agent pathogène, on ne savait toujours pas comment et quand la tuberculose s’est installée chez l’homme.

Aujourd’hui, grâce à l’évêque Winstrup, les chercheurs ont peut-être enfin trouvé une réponse.

Après avoir isolé l’ADN de la tuberculose dans les poumons de l’évêque Winstrup, les chercheurs à l’origine de cette nouvelle étude ont pu reconstruire son génome et utiliser de multiples méthodes de datation moléculaire pour calculer quand l’ancêtre du complexe Mycobacterium tuberculosis est apparu. Ils ont également incorporé l’ADN de la tuberculose provenant de sources modernes et plus anciennes comme points de référence supplémentaires, y compris des momies de 200 ans de Hongrie et des squelettes du Pérou.

Leurs résultats montrent que l’ancêtre du complexe Mycobacterium tuberculosis est apparu il y a entre 2 000 et 6 000 ans, ce qui correspond presque exactement à la date déterminée à partir des squelettes péruviens. La tuberculose des poumons de l’évêque Winstrup fournit des preuves solides, provenant d’une autre période et d’une autre région géographique, que la tuberculose est bien apparue au Néolithique comme on le soupçonnait à l’origine. Un autre coup porté à la théorie populaire selon laquelle la tuberculose est apparue et s’est répandue dans le monde entier à partir d’il y a 73 000 ans. Cependant, on ne sait toujours pas si la tuberculose s’est propagée aux Amériques par l’intermédiaire des otaries.

Alors que les scientifiques ne savent toujours pas comment les bactéries de la tuberculose ont commencé à infecter les humains, ces découvertes éclairent la façon dont le comportement humain a pu faciliter sa propagation une fois qu’elle a commencé à nous rendre malades.

Au cours de cette période de l’histoire, une grande partie du monde a commencé à s’installer dans des villages, des villes et finalement des cités. En Afrique en particulier, où l’on pense que la tuberculose est apparue, ces changements culturels se sont intensifiés il y a environ 5 000 ans. Comme ces bactéries se propagent par le biais de gouttelettes dans l’air, cela aurait préparé le terrain pour leur transmission et leur persistance à grande échelle.

D’autres changements de mode de vie au cours du Néolithique ont pu prédisposer les humains à tomber malades de maladies comme la tuberculose. Pendant la plus grande partie de l’histoire de l’humanité, les gens ont chassé et cueilli ce qui poussait au cours d’une saison donnée. Mais le développement de l’agriculture impliquait de ne compter que sur quelques cultures et animaux domestiqués, ce qui réduisait le régime alimentaire de nos ancêtres tout en ayant un impact négatif sur leur santé. Ceci, combiné à un manque d’hygiène et à un contact étroit avec les maladies transmises par les animaux, signifie que leur système immunitaire aurait eu du mal à lutter contre ce nouveau flot de maladies.

La découverte de l’histoire de l’évolution d’agents pathogènes comme les bactéries de la tuberculose peut aider les chercheurs et les professionnels de la santé à mieux comprendre comment ils provoquent des maladies et comment les traiter. Le passé d’un agent pathogène peut également aider à anticiper les futures tendances potentielles de sa propagation, ce qui est particulièrement pertinent dans le cas de l’épidémie actuelle de la COVID-19.

L’étude publiée dans Genome Biology : A seventeenth-century Mycobacterium tuberculosis genome supports a Neolithic emergence of the Mycobacterium tuberculosis complex et présentée sur le site de de l’Institut Max Planck pour la science de l’histoire humaine : Remains of 17th Century Bishop Support Neolithic Emergence of Tuberculosis.