Des chercheurs de l’UNSW Sydney et de l’Université de technologie de Sydney (UTS) ont développé un nouveau test génomique capable d’identifier les souches spécifiques de la coqueluche (bactérie Bordetella pertussis).
Cette nouvelle technologie a permis de mieux comprendre deux précédentes épidémies de coqueluche en Australie et à l’étranger, dont les résultats ont été publiés dans le Journal de microbiologie clinique.
L’équipe, dirigée par le professeur Ruiting Lan de l’UNSW et le Dr Laurence Luu de l’UTS et de l’UNSW, espère utiliser l’analyse pour identifier la souche responsable de l’épidémie actuelle en Australie.
En 2024, tous les États et territoires ont signalé une augmentation des cas de coqueluche par rapport aux années précédentes. Des informations détaillées sur la souche impliquée pourraient jouer un rôle crucial dans l’amélioration de la gestion de l’épidémie et du développement futur d’un vaccin.
« Cette étude ouvre la voie à une surveillance en temps réel des souches de coqueluche, surmontant les limites actuelles des tests », déclare le Dr Laurence Luu, chargée de recherche au chancelier de l’UTS, qui a dirigé l’étude. « Nos résultats fournissent des données de base importantes pour comprendre comment la coqueluche a changé en Australie et pourraient être utilisées pour nous guider dans l’épidémie actuelle. »
La toux de 100 jours
La coqueluche est une maladie respiratoire grave dont les symptômes comprennent une toux persistante pouvant durer jusqu’à 100 jours. La maladie est hautement contagieuse, une personne infectée pouvant la transmettre à 17 à 18 personnes sensibles sans vaccination.
« Cela commence comme tous les autres symptômes du rhume et de la grippe : nez qui coule, toux légère et fièvre légère, mais avec le temps, donc au bout d’une semaine ou deux environ, cette toux commence à devenir de plus en plus intense », explique le Dr. Luu, également maître de conférences associé à l’École de biotechnologie et de sciences biomoléculaires de l’UNSW.
« Cela peut provoquer des quintes de toux suivies d’une forte inhalation, qui est le bruit perceptible de la coqueluche que vous entendez. »
La vaccination contre la coqueluche est fortement recommandée aux nourrissons et aux femmes enceintes, afin de réduire le risque d’infection et de complications. La vaccination des personnes enceintes entre 20 et 32 semaines offre une protection importante aux nouveau-nés pendant leurs premiers mois les plus vulnérables, avant qu’ils ne soient éligibles à la vaccination.
Modèles d’épidémie
Des recherches antérieures de l’équipe suggèrent que la coqueluche pourrait évoluer sous la pression vaccinale, un peu comme nous l’avons vu avec le COVID-19. « Nos recherches antérieures suggèrent que la coqueluche évolue contre le vaccin », explique le Dr Luu. « Cela dit, le vaccin reste très efficace pour protéger contre les maladies graves. »
Les données historiques montrent que malgré l’utilisation généralisée du vaccin, les cas de coqueluche ont tendance à augmenter tous les quatre à cinq ans.
Après une épidémie en 2019, la fermeture des frontières et le confinement lié au COVID-19 ont conduit à un niveau record de cas de coqueluche. Cependant, une récente épidémie en Australie a entraîné environ 39 000 cas confirmés en laboratoire, soit l’année la plus élevée jamais enregistrée depuis l’introduction des vaccins.
Les rapports indiquent qu’en 2024, le nombre de cas a été plus de 10 fois supérieur à celui de l’ensemble de l’année 2023, les enfants âgés de 9 à 12 ans représentant près de 40 % de tous les cas notifiés.
« La méthode que nous avons développée, connue sous le nom de test de séquençage mPCR, peut séquencer directement l’ADN résiduel de la coqueluche provenant d’un test PCR et n’a besoin que de quatre copies de l’ADN bactérien pour fonctionner efficacement. Elle ne nous oblige pas à cultiver les bactéries », explique le Dr Laurence Luu.
Développement d’un test de séquençage pour la coqueluche
Pendant de nombreuses années, la coqueluche a été diagnostiquée par la culture de la bactérie en cause, avant de passer aux tests PCR qui ne nécessitent plus la culture (la culture) de la bactérie vivante.
« Ce changement dans la pratique du diagnostic signifie que nous ne récupérons plus les bactéries à des fins de surveillance et que nous ne pouvons pas surveiller quelles souches circulent dans la communauté, ni si elles sont toujours ciblées par le vaccin ou les antibiotiques actuels », explique le Dr Luu.
Pour donner un aperçu plus clair des souches à l’origine de la coqueluche, l’équipe a entrepris de développer un test de souche très sensible sans qu’il soit nécessaire de cultiver des bactéries.
« Habituellement, pour comprendre quelles souches circulent dans la communauté, vous devez cultiver la bactérie afin d’en avoir suffisamment pour séquencer son ADN », explique le Dr Luu.
Le séquençage de l’ADN sur les écouvillons cliniques de la coqueluche est un cocktail de toutes sortes d’ADN, provenant à la fois de l’homme et de toutes les autres bactéries des voies respiratoires humaines. « En général, cela rend le séquençage très difficile », explique le Dr Luu.
« Mais la méthode que nous avons développée, connue sous le nom de test de séquençage mPCR, peut séquencer directement l’ADN résiduel de la coqueluche provenant d’un test PCR et n’a besoin que de quatre copies de l’ADN bactérien pour fonctionner efficacement. Cela ne nous oblige pas à faire croître les bactéries.
L’équipe a testé son test sur 178 échantillons d’ADN diagnostique restants provenant de toute l’Australie provenant de deux épidémies précédentes, les échantillons étant collectés entre 2010-2012 et 2019.
Suivi des épidémies précédentes
L’analyse des résultats a fourni des détails sans précédent sur l’évolution des souches de coqueluche qui circulaient en Australie avant la pandémie.
L’une des principales conclusions a révélé que l’épidémie de 2012 était caractérisée par jusqu’à cinq souches ou lignées différentes de B. pertussis. « Nous avons constaté que les souches associées à la grande épidémie de 2008-2012 avaient évolué pour ne plus produire l’un des trois composants ciblés par le vaccin. »
En 2019, une seule de ces souches était devenue dominante.
« Étonnamment, nous avons également identifié un certain nombre de cas où l’infection n’était pas causée par la coqueluche, mais par une autre bactérie étroitement apparentée appelée Bordetella holmesii », explique le Dr Luu.
« Dans les laboratoires cliniques, les deux bactéries partagent le même marqueur diagnostique, mais ce que l’on constate, c’est qu’en 2019, il y avait en réalité deux espèces qui étaient à l’origine de l’infection, et même des cas où elles étaient co-infectées par deux bactéries différentes.
« Il est important de disposer de données antérieures pour comprendre comment les bactéries ont pu évoluer au fil du temps, par exemple si elles évoluent contre les vaccins ou développent une résistance aux antibiotiques. »
Surveillance de routine de la coqueluche
La référence en matière de suivi des épidémies de maladies est la COVID-19, explique le Dr Luu. « Nous connaissions le moment exact auquel les souches delta et omicron ont commencé à circuler, ce qui nous a aidé à continuer à développer le vaccin et à réagir avec des stratégies appropriées », dit-il.
Bien que ce dernier article ait révélé que leur test est efficace et sensible, les prochaines étapes pour le Dr Luu et son équipe consistent à appliquer leurs techniques à l’épidémie actuelle.
L’équipe travaille avec des prestataires de services de pathologie pour convertir ce test en un outil de surveillance de routine de la santé publique afin de déterminer quelles souches de coqueluche circulent dans la communauté. « En sachant quelles souches se transmettent dans la communauté, cela nous permettra de repérer et de répondre plus rapidement aux épidémies. »
