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Home All issues Volume 41 / No 10 (Octobre 2025) Med Sci (Paris), 41 10 (2025) 814-818 Full HTML
Issue
Med Sci (Paris)
Volume 41, Number 10, Octobre 2025
Nos jeunes pousses ont du talent !
Page(s) 814 - 818
Section Partenariat médecine/sciences - Écoles doctorales - Masters
DOI https://doi.org/10.1051/medsci/2025147
Published online 19 November 2025

Les bactéries du genre Yersinia sont Gram-négatives et appartiennent à la famille des Yersiniaceae. Seules trois espèces peuvent être pathogènes pour l’Homme : Y. pestis (Yp), Y. pseudotuberculosis (Yps) et Y. enterocolitica (Ye) [1]. Ces deux dernières sont des bactéries entéropathogènes avec comme réservoirs principaux les mammifères domestiques ou sauvages, tels que les porcs (Ye) et les rongeurs (Yps) [2]. L’ingestion d’aliments contaminés ou provenant de ces réservoirs animaux peut conduire à une gastro-entérite qui se caractérise par l’apparition de diarrhées, de douleurs abdominales et parfois de fièvre [1]. Les bactéries peuvent également franchir la barrière intestinale et infecter les ganglions mésentériques. Dans les cas extrêmes, les yersinioses peuvent provoquer une septicémie [3]. La yersiniose est la troisième maladie infectieuse bactérienne d’origine alimentaire la plus répandue en Europe [4]. Si la majorité des cas de yersiniose sont sporadiques, des épidémies ont déjà été recensées [5]. Il est donc important de pouvoir identifier et caractériser l’espèce et la lignée responsable de chaque infection, afin de pouvoir notamment identifier une possible origine commune de contamination.

Jusqu’en 2017, les méthodes majoritairement utilisées pour identifier les Yersinia étaient basées sur des tests phénotypiques [5]. Cependant, ces méthodes sont chronophages et peuvent manquer de précision. De nouvelles techniques basées sur le séquençage du génome complet, telles que le « core genome multilocus sequence typing » (cgMLST), répondent à la nécessité d’obtenir des résultats plus détaillés et plus rapidement. Cette approche gène-pargène reposant sur la comparaison des séquences des gènes-cœur (partagés par 95 % des bactéries d’un même groupe phylogénétique) a permis l’évolution des méthodes d’identification et de caractérisation des bactéries du genre Yersinia.

Méthodes classiques d’identification des Yersinia

La surveillance des yersinioses en France est assurée par le centre national de référence de la peste et autres yersinioses (CNRY) à l’Institut Pasteur, en association avec Santé publique France [6]. Elle est essentielle pour évaluer la présence des Yersinia pathogènes sur le territoire, mais également pour contribuer à mettre en place les mesures nécessaires en cas de suspicion d’épidémie (Figure 1, panneaux 1 et 2).

thumbnail Figure 1.

Étapes permettant l’étude des bactéries du genre Yersinia et leur identification grâce à la comparaison des génomes-cœurs. 1 et 2. Des isolats issus de patients diagnostiqués positifs à une yersiniose sont envoyés à l’Institut Pasteur de Paris. 3 et 4. Chaque isolat collecté est mis en culture. Leur ADN est extrait et séquencé par WGS (whole genome sequencing). 5 et 6. Les gènes conservés par une majorité des bactéries du genre Yersinia représentent leur « génome-cœur ». Les allèles des gènes-cœur peuvent différer pour chaque isolat, chaque lignée bactérienne possède ainsi un profil allélique caractéristique. Ce profil allélique est aligné et comparé aux profils des autres isolats. 7. Chaque isolat est assigné à une lignée existante ou est défini comme une nouvelle lignée. Ici, les isolats A, B et C forment un cluster de souches génétiquement proches. La longueur de la droite représente le nombre de différences alléliques entre les différents isolats. 8. L’identification de clusters génétiquement proches permet de déterminer que certaines infections, parfois éloignées géographiquement et/ou dans le temps, sont causées par la même lignée bactérienne. 9. Le CNRY, en partenariat avec Santé publique France, mène des enquêtes épidémiologiques afin d’identifier une potentielle source commune de contamination pour chaque patient infecté.

Entre 1970 et 2017, des méthodes d’identification phénotypiques étaient largement utilisées au CNRY. Elles consistaient à classer les espèces et sous-groupes (biotypes) de Yersinia sur la base de leurs caractéristiques métaboliques. Des tests enzymatiques, de motilité ou encore l’utilisation de galeries permettant de tester simultanément différentes caractéristiques biochimiques (API20E® par exemple) étaient alors mis en œuvre. Cependant, certains isolats pouvant présenter des profils métaboliques atypiques, ces méthodes se révélaient insuffisantes [5, 7]. Plus récemment, la spectrométrie de masse a également été utilisée pour l’identification des Yersinia. Malgré la puissance de cette approche, elle a montré certaines limites, notamment la discrimination des biotypes 1B (très pathogène) et 1A (non pathogène) de Ye [8]. Si l’ensemble de ces méthodes permet généralement d’identifier l’isolat analysé, elles peuvent également manquer de précision, être particulièrement chronophages et parfois onéreuses.

Une nouvelle méthode d’identification basée sur le séquençage du génome-cœur

Face à la nécessité de développer de nouvelles méthodes d’identification des bactéries notamment pathogènes - les approches basées sur le séquençage des génomes sont de plus en plus plébiscitées. Le cgMLST est l’une d’entre elles. Elle repose sur la définition d’un « schéma », composé d’un grand nombre de gènes faisant partie du génome-cœur de l’espèce ou du genre (partagés par plus de 95 % des membres du groupe). Les allèles de chaque gène du schéma sont analysés et numérotés, de façon à pouvoir attribuer un profil allélique caractéristique à chaque lignée. Lorsqu’un nouvel échantillon est analysé, le génome de l’isolat est séquencé, puis scanné et aligné avec les gènes du schéma cgMLST de la base de données de référence. Son profil allélique peut donc correspondre ou être très proche d’un profil existant mais peut également ne correspondre à aucun profil. En réalisant des analyses phylogénétiques, qui consistent notamment à quantifier la distance génétique entre chaque génotype, il est ainsi possible de déterminer si l’isolat appartient à une espèce déjà décrite ou s’il constitue une nouvelle espèce (Figure 1, panneaux 3 à 7). Le cgMLST est ainsi une méthode rapide et standardisée. Elle est reproductible et présente une fiabilité très élevée [5, 9].

L’utilisation du cgMLST pour l’identification et la caractérisation des Yersinia

Pour une meilleure phylogénie du genre

Avant 2019, les méthodes MLST appliquées aux Yersinia, dont le schéma était constitué de 5 ou 7 gènes, n’étaient pas suffisantes pour discriminer les différentes espèces et lignées au sein du genre entier. Le CNRY a donc développé un outil cgMLST plus puissant, permettant d’identifier et de caractériser l’ensemble des espèces du genre Yersinia [5]. Cette méthode repose sur un schéma de 500 gènes (cgMLST-500 gènes) et a permis de redéfinir la phylogénie du genre Yersinia, notamment au niveau de l’espèce Ye et du complexe Yps. L’espèce Ye est divisée biochimiquement en 6 bio-types. Grâce au cgMLST-500 gènes, elle se trouve divisée en 13 génotypes (lignées) dont 2 correspondent au biotype 1A non pathogène. Ces derniers apparaissent comme les premières divergences de branches de l’espèce Ye, ce qui soutient l’hypothèse d’un ancêtre commun non pathogène à partir duquel auraient émergé les lignées pathogènes. Le complexe Yps comprend les espèces Y. pseudotuberculosis, Y. pestis, Y. similis et Y. wautersii. Le cgMLST-500 gènes a permis de confirmer que Y. similis et Y. wautersii constituaient deux espèces bien séparées mais également que Yps et Y. pestis faisaient partie de la même espèce, qui comprend 33 lignées. L’ensemble des souches de Y. pestis représente une seule de ces 33 lignées, ce qui permet de considérer Y. pestis comme une espèce à part entière malgré son appartenance à ce clade, compte tenu de sa niche écologique particulière et de son extrême pathogénicité. Enfin, grâce au cgMLST-500 gènes, 6 nouvelles espèces de Yersinia ont pu être identifiées [5].

Pour une meilleure surveillance épidémiologique

De la même façon que le cgMLST-500 gènes, le CNRY a développé d’autres schémas de cgMLST permettant de surveiller les yersinioses entériques et de détecter des clusters de souches génétiquement proches. Ainsi, un cgMLST spécifique de Yps (schéma à 1921 gènes) a rendu possible la détection d’un foyer épidémique en France en 2020 [6]. En effet, parmi les 35 isolats de Yps envoyés au CNRY cette annéelà, 11 appartenaient à la même lignée et provenaient très majoritairement de Corse-du-Sud. L’analyse de ces 11 isolats par cgMLST spécifique de Yps a révélé que 10 d’entre eux étaient très proches génétiquement, avec des profils alléliques ne différant qu’au niveau de 3 allèles au plus. Ces résultats indiquent que le même clone était à l’origine de ces différentes infections, bien que certaines aient eu lieu à plusieurs mois d’intervalle. Des études auprès de certains patients touchés par cette épidémie ont permis d’identifier une potentielle source commune de contamination : des tomates provenant d’un même fournisseur. Sur la même approche, un cgMLST spécifique de Ye (schéma à 1727 gènes) a été mis en place pour la surveillance des yersinioses liées à cette bactérie et a permis la détection de cas groupés [10] (Figure 1, panneaux 6 à 9). Une étude de la proximité génétique des souches de Ye reçues entre 2017 et 2021 a mis en évidence que parmi les lignées qui circulaient majoritairement en France, certains isolats étaient très proches génétiquement et pourraient donc faire partie de foyers épidémiques. D’autre part, l’étude des infections chroniques d’un même patient a révélé que le même clone pouvait être retrouvé dans différents organes, parfois à plusieurs mois d’intervalle [10]. Cela confirme la capacité de Ye à persister au sein d’un organisme et l’importance de s’assurer de son éradication pour éviter des complications cliniques.

Conclusion

Au cours des dernières années, le CNRY a développé plusieurs outils basés sur le cgMLST permettant une meilleure caractérisation des Yersinia mais également la surveillance des yersinioses et la détection de clusters de souches génétiquement proches. Ces outils viennent répondre à un besoin de nouvelles méthodes d’identification des Yersinia, plus rapides et plus fiables que les méthodes phénotypiques majoritairement utilisées jusqu’alors. Ainsi, en plus de posséder un pouvoir de discrimination bien supérieur aux méthodes biochimiques, le cgMLST est un outil prometteur qui rend notamment possible le suivi et la gestion de l’évolution d’une épidémie passée ou en cours.

Le CNRY a mis ses outils à disposition de la communauté scientifique, sous forme d’une interface web, pour que les laboratoires puissent rapidement analyser les isolats qui leur parviennent. Après avoir été séquencé et assemblé, le génome de l’isolat peut être téléchargé sur cette interface, qui le scanne et génère un profil allélique. Peut-être s’agit-il d’un premier pas vers une révolution des pratiques médicales ? Il est possible d’imaginer le développement d’outils similaires utilisables par l’ensemble des professionnels de santé, permettant l’identification quasi-immédiate de la lignée responsable d’une yersiniose ou d’une autre infection bactérienne. En optant pour des antibiotiques à spectre étroit, le traitement pourrait donc être parfaitement adapté et minimiser l’apparition de résistances bactériennes. Ces avancées laissent entrevoir un futur dans lequel les épidémies bactériennes, les infections de longue durée et leurs conséquences – particulièrement problématiques à cause de l’antibiorésistance – pourraient être mieux appréhendées et contrôlées.

Entretien avec Javier Pizarro-Cerdá

Javier Pizarro-Cerdá est directeur de l’Unité de Recherche Yersinia et directeur adjoint du centre national de référence « peste et autres yersinioses » à l’Institut Pasteur de Paris, ainsi que directeur du centre collaborateur de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) pour la peste. Son équipe travaille sur deux axes principaux : le premier vise à développer des techniques moléculaires de génotypage des Yersinia pathogènes à des fins de diagnostic et de surveillance épidémiologique et le second axe se concentre sur l’évolution historique de l’ensemble des bactéries du genre Yersinia (archéomicrobiologie).

Pourriez-vous nous raconter votre parcours ? Qu’est-ce qui vous anime dans votre métier ?

Je suis né au Costa Rica, un pays entouré de mers et d’océans. C’est donc le souhait de devenir biologiste marin, pour mener des expéditions en bateau et étudier les dauphins, qui m’a poussé à entamer un cursus de biologie. Cependant, au cours de ma scolarité, je me suis rendu compte que ce qui m’enthousiasmait vraiment se trouvait dans l’infiniment petit : la biologie moléculaire, l’ADN… Et c’est finalement l’étude des maladies infectieuses et des bactéries qui en sont responsables qui a retenu mon intérêt. Le fait que mon père soit médecin a peut-être aussi influencé mon choix de carrière.

En master, j’ai travaillé dans un laboratoire de médecine vétérinaire au Costa Rica sur une thématique porteuse : la brucellose. À l’époque, mon encadrant collaborait avec une équipe marseillaise qui travaillait également sur la brucellose. Quand une opportunité s’est présentée pour un stage de Master 2 (Diplôme d’Etudes Approfondis ou DEA à l’époque), on m’a proposé de les rejoindre à Marseille. Tout s’est passé très vite et l’expérience m’a beaucoup plu. J’ai ensuite obtenu une bourse de thèse CNRS durant laquelle nous avons utilisé diverses techniques de microscopie pour étudier les interactions entre Brucella et les cellules infectées.

Après cela, j’ai voulu changer de modèle d’étude. L’Institut Pasteur de Paris étant une référence sur les maladies infectieuses, j’ai contacté Pascale Cossart qui était alors directrice de l’unité « Interactions Bactéries-Cellules » et chez qui j’ai effectué un stage post-doctoral. J’ai travaillé sur l’agent de la listériose, Listeria monocytogenes. Après 3 ans d’études sur les interactions entre Listeria et les cellules mammifères infectées, j’ai obtenu un poste de chercheur à l’Institut Pasteur. J’ai travaillé 17 ans sur la listériose, et nous avons effectué de nombreuses découvertes, notamment un antibiotique sécrété par les Listeria modulant le microbiote et affectant les infections (voir ci-dessous).

En 2017, la directrice de l’Unité de Recherche Yersinia, Elisabeth Carniel, est partie à la retraite et après une sélection interne à l’Institut Pasteur, j’ai eu la chance de prendre la tête de ce laboratoire. J’y ai beaucoup appris grâce aux nombreuses compétences déjà présentes : des microbiologistes, des bio-informaticiens, des immunologistes, etc…

Quelle est la découverte dont vous êtes le plus fier ?

En 2008, une équipe avait publié un article sur une hémolysine, molécule présente uniquement chez les Listeria les plus pathogènes, mais ils n’ont pas continué leurs recherches sur ce sujet. À ce moment-là, je travaillais sur les interactions entre Listeria et les cellules hôtes et nous avons pensé que cette molécule pourrait expliquer pourquoi certaines Listeria sont plus pathogènes que d’autres.

Nous essayions d’observer comment cette molécule agissait sur les cellules, mais tous nos résultats étaient négatifs. Ensuite, nous nous sommes demandé à quel moment cette molécule était exprimée. Pour cela, nous avons construit une fusion transcriptionnelle à l’aide du promoteur de ce gène couplé à un gène rapporteur produisant de la bioluminescence. Après l’infection d’une souris, nous avons constaté que ce gène était spécifiquement exprimé dans l’intestin. Nous avons pu par la suite montrer que la molécule en question, la listériolysine S, modifie le microbiote et permet à Listeria de coloniser l’intestin, causant par la suite des infections sévères.

Ce qui m’a particulièrement plu dans cette histoire, c’est que nous étions partis sur une mauvaise hypothèse mais que nous ne nous sommes pas entêtés dans cette voie. Même si nous étions frustrés de l’absence de résultats, nous les avons laissés « parler », ce qui a permis ultérieurement des avancées majeures dans la compréhension du fonctionnement de cette molécule.

Comment s’est faite la transition de Listeria vers Yersinia ?

Deux aspects m’ont attiré : l’aspect historique et l’aspect humain. En effet, le fait de travailler sur l’agent de la peste (Y. pestis) est passionnant ! C’est un bon exemple de la capacité d’un pathogène à créer une pandémie, comme le COVID récemment, qui a des conséquences historiques et économiques. Nous avons l’opportunité d’interagir avec des historiens et des archéologues, ce qui ouvre le champ des possibles vers d’autres disciplines très enrichissantes.

D’ailleurs, l’Institut Pasteur est le seul laboratoire au monde qui travaille sur les 3 espèces de Yersinia pathogènes pour l’être humain : Y. enterocolitica, Y. pseudotuberculosis et Y. pestis. D’autres groupes travaillent seulement sur une espèce particulière et la possibilité de travailler simultanément sur les trois est fascinante. Quand je suis arrivé, l’équipe était en train de développer un vaccin, et il est rare de pouvoir intégrer un projet en cours depuis 15 ans, c’est très stimulant. Mais ce qui m’a convaincu, c’est avant tout la qualité humaine des chercheurs déjà présents dans le laboratoire. J’ai rencontré des gens passionnés avec des expériences diverses et complémentaires, et nous nous sommes tout de suite rendus compte qu’il y avait une bonne alchimie entre nous. Cette partie humaine est primordiale pour moi. Au laboratoire, si une personne extrêmement brillante veut briller seule, ce n’est pas intéressant. Il faut que ce soit un travail de groupe.

Tous ces facteurs m’ont décidé à franchir ce grand pas, à mettre de côté 17 ans de recherches pour démarrer une nouvelle vie, une nouvelle carrière, ce n’était pas simple. Mais les perspectives étaient tellement belles, je ne le regrette pas.

Un article sur le développement d’un cgMLST spécifique de Y. enterocolitica est sorti très peu de temps après la publication du vôtre, comment l’avez-vous ressenti ?

Nous ne savions pas que cette équipe travaillait sur cette thématique. En effet, nous étions persuadés de connaître toutes les équipes travaillant sur les yersinioses entériques car peu d’équipes travaillent là-dessus. Le fait qu’ils travaillent sur le même sujet permet de montrer que le cgMLST est un outil nécessaire qui peut servir à la communauté. En ce moment, nous sommes en train d’expérimenter notre méthode car il y a une grande épidémie de Y. enterocolitica en France. Ceci nous permet de montrer que notre outil fonctionne. Nous pensions donc entrer en contact avec l’équipe de l’Institut Norvégien de Santé Publique, où travaillent les auteurs de l’article, dans le but de savoir ce que l’on pourrait apprendre de leur méthode pour l’implémentation de notre outil et s’ils seraient intéressés par ce que nous avons développé. Nous sommes une petite communauté à travailler sur les yersinioses entériques : le but est donc de travailler ensemble plutôt qu’en concurrence. Il n’y a aucun intérêt à critiquer les travaux des autres car ils permettent de voir nos travaux sous un autre angle.

Que pensez-vous de l’état de la recherche en France aujourd’hui ? Est-ce qu’on en fait assez ?

De nombreux efforts ont été réalisés suite à la pandémie de COVID, des financements ont été attribués pour la recherche dans le but de pouvoir se préparer à une prochaine pandémie. Pour se mettre à la pointe de la recherche, la France a pris des initiatives et mis en place des programmes tels que France 2030 et ses différents axes : Vaccins, Programmes et équipements prioritaires de recherche, Initiatives d’excellence, etc…

La France est un pays bien positionné à l’échelle mondiale, et il y a une belle culture de la recherche. Cependant, nous sommes un peu inquiets suite aux déclarations du Gouvernement qui envisage d’amputer certains financements dédiés à la recherche. Quoi qu’il en soit, je pense que la science fait partie de la culture française et j’espère qu’elle continuera à être pionnière dans le domaine des maladies infectieuses.

Pensez-vous que le métier de chercheur soit compatible avec une vie personnelle épanouie ?

Je pense que le métier de chercheur est totalement compatible avec une vie personnelle épanouie. Je fais de la recherche mais je suis aussi passionné de musique, j’y consacre beaucoup de temps. Avoir du temps pour soi est important car je considère que c’est complémentaire à la vie professionnelle. Lorsque je passe beaucoup de temps à jouer de la musique, je n’ai qu’une envie, c’est de retourner à la recherche ; et vice-versa. La carrière d’un chercheur devrait être compatible avec une vie épanouie d’un point de vue familial ou avec d’autres centres d’intérêt plus personnels.

Liens d’intérêt

Les auteurs déclarent n’avoir aucun lien concernant les données publiées dans cet article

Références

  1. Carniel E, Autenrieth I, Cornelis G, et al. Y. enterocolitica and Y. pseudotuberculosis. In : Dworkin M, Falkow S, Rosenberg E, et al., editors. The Prokaryotes. New York, NY : Springer New York, 2006 : 270–398. [Google Scholar]
  2. Le Guern A-S, Martin L, Savin C, et al. Yersiniosis in France: overview and potential sources of infection. Int J Infect Dis 2016 ; 46 : 1–7. [Google Scholar]
  3. Seabaugh JA, Anderson DM. Pathogenicity and virulence of Yersinia. Virulence 2024 ; 15 : 2316439. [Google Scholar]
  4. Authority (EFSA) EFS, European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC). The European Union One Health 2022 Zoonoses Report. EFSA Journal 2023 ; 21 : e8442. [Google Scholar]
  5. Savin C, Criscuolo A, Guglielmini J, et al. Genus-wide Yersinia core-genome multilocus sequence typing for species identification and strain characterization. Microbial Genomics 2019 ; 5 : e000301. [Google Scholar]
  6. Savin C, Le Guern A-S, Chereau F, et al. First Description of a Yersinia pseudotuberculosis Clonal Outbreak in France, Confirmed Using a New Core Genome Multilocus Sequence Typing Method. Microbiol Spectr 2022 ; 10 : e01145–22. [Google Scholar]
  7. Gupta V, Gulati P, Bhagat N, et al. Detection of Yersinia enterocolitica in food: an overview. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2015 ; 34 : 641–50. [Google Scholar]
  8. Rizzardi K, Wahab T, Jernberg C. Rapid subtyping of Yersinia enterocolitica by matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) for diagnostics and surveillance. J Clin Microbiol 2013 ; 51 : 4200–3. [Google Scholar]
  9. Uelze L, Grützke J, Borowiak M, et al. Typing methods based on whole genome sequencing data. One Health Outlook 2020 ; 2 : 3. [Google Scholar]
  10. Le Guern A-S, Savin C, Chereau F, et al. A novel cgMLST for genomic surveillance of Yersinia enterocolitica infections in France allowed the detection and investigation of outbreaks in 2017-2021. Microbiol Spectr 2024 ; 12 : e00504–24. [Google Scholar]

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Liste des figures

thumbnail Figure 1.

Étapes permettant l’étude des bactéries du genre Yersinia et leur identification grâce à la comparaison des génomes-cœurs. 1 et 2. Des isolats issus de patients diagnostiqués positifs à une yersiniose sont envoyés à l’Institut Pasteur de Paris. 3 et 4. Chaque isolat collecté est mis en culture. Leur ADN est extrait et séquencé par WGS (whole genome sequencing). 5 et 6. Les gènes conservés par une majorité des bactéries du genre Yersinia représentent leur « génome-cœur ». Les allèles des gènes-cœur peuvent différer pour chaque isolat, chaque lignée bactérienne possède ainsi un profil allélique caractéristique. Ce profil allélique est aligné et comparé aux profils des autres isolats. 7. Chaque isolat est assigné à une lignée existante ou est défini comme une nouvelle lignée. Ici, les isolats A, B et C forment un cluster de souches génétiquement proches. La longueur de la droite représente le nombre de différences alléliques entre les différents isolats. 8. L’identification de clusters génétiquement proches permet de déterminer que certaines infections, parfois éloignées géographiquement et/ou dans le temps, sont causées par la même lignée bactérienne. 9. Le CNRY, en partenariat avec Santé publique France, mène des enquêtes épidémiologiques afin d’identifier une potentielle source commune de contamination pour chaque patient infecté.
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