Les chercheurs de l'UC Riverside ont découvert une faiblesse dans les gènes des moustiques qui peuvent être utilisés pour éradiquer les insectes. Crédit :James Gathany, CDC
Les moustiques sont brillants pour deux choses – apporter de la misère aux humains et gâcher rapidement tous les efforts pour les arrêter.
Mais des chercheurs de l'UC Riverside ont découvert une faiblesse dans les gènes mêmes qui rendent les moustiques si doués pour s'adapter aux insecticides que les humains utilisent pour les tenir à distance.
La capacité d'adaptation est un outil de survie essentiel pour la plupart des espèces, dit Colince Kamdem, chercheur postdoctoral en entomologie à l'UCR. « L'un des principaux avantages des moustiques est qu'ils sont extrêmement polymorphes, ce qui signifie qu'ils ont une grande diversité naturelle, un très grand avantage pour s'adapter à de nombreuses conditions différentes."
Kamdem et ses collègues ont creusé dans les chromosomes de l'espèce de moustique virulente Anopheles funestus, en espérant mieux comprendre ses capacités d'adaptation rapide. Ils ont choisi cette espèce en raison de son extrême efficacité à propager les parasites du paludisme les plus mortels dans une large partie de l'Afrique subsaharienne.
Les chercheurs ont découvert que la diversité génétique qui rend les moustiques si adaptables était principalement localisée dans un seul des cinq "bras" chromosomiques présents dans l'espèce. Les quatre autres bras chromosomiques sont relativement stables et immuables, ce qui signifie qu'ils pourraient être d'excellents candidats pour le génie génétique, dit Kamden.
Les systèmes de forçage génétique se sont révélés prometteurs pour l'ajout de gènes bénéfiques ou nuisibles à une population qui sont héréditaires, ce qui signifie que les changements se poursuivent avec une nouvelle progéniture. Dans le cas d'A. funestus, le but serait d'éradiquer le moustique en manipulant ses gènes.
La beauté des systèmes de forçage génétique est que les changements resteraient au sein de l'espèce cible - laissant les autres espèces de moustiques intactes - sans l'utilisation d'insecticides, auxquels les moustiques semblent s'adapter rapidement en quelques années seulement.
Mais il y a un problème. Les chercheurs ont découvert que les nouvelles pistes génétiques peuvent s'effondrer si des mutations se produisent dans le gène cible. Cela signifie que les nouveaux gènes doivent être insérés dans des parties du génome avec très peu de variation génétique permanente, C'est, faibles niveaux de recombinaison ou de polymorphisme.
C'est pourquoi Kamdem et son équipe sont si enthousiastes à propos de leurs découvertes.
"Nous recherchons des faiblesses dans la population naturelle qui les rend aptes à des techniques spécifiques, comme la manipulation génétique, " at-il dit. "Nous sommes assez confiants que nous avons trouvé la porte arrière."
Le site de reproduction typique des larves d'Anopheles funestus en Afrique. Crédit :Université de Californie - Riverside
Les quatre bras chromosomiques trouvés dans A. funestus sont relativement stables, avec de très faibles niveaux de recombinaison et de polymorphisme.
"(Cela) rend cette espèce particulièrement adaptée au travail de forçage génétique, " dit Kamdem.
Kamdem, originaire de la nation africaine du Cameroun, a une expérience personnelle de la dévastation du paludisme, une maladie causée par des parasites Plasmodium qui se transmettent à l'homme par la piqûre de moustiques anophèles femelles infectés.
En 2015, il y a eu 212 millions de cas de paludisme dans le monde, et 429, 000 morts, selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS). Au total, 91 pays – près de la moitié de la population mondiale – étaient à risque de paludisme, y compris les populations d'Asie du Sud-Est, L'Amérique latine, et le Moyen-Orient, selon les données de l'OMS. Mais l'Afrique – en particulier l'Afrique subsaharienne – abritait 90 pour cent des cas de paludisme et 92 pour cent des décès dus au paludisme en 2015.
En faisant des recherches au Cameroun, Kamdem a rencontré Caroline Fouet, chercheuse postdoctorale de l'UCR, et le professeur d'entomologie UCR Bradley J. White, qui travaille maintenant avec le projet d'éradication des moustiques Verily Life Sciences de Google.
Les trois ont travaillé ensemble sur cette recherche, et bien que les résultats soient prometteurs, il y a beaucoup plus à faire avant que les scientifiques du forçage génétique puissent commencer à manipuler les génomes des moustiques, dit Kamdem.
La prochaine phase de leur recherche consiste à examiner de plus près les gènes de ces bras chromosomiques stables afin de fournir une sorte de carte détaillée aux scientifiques du forçage génétique.
« Avec les techniques que nous mettons actuellement en œuvre, la résolution sera d'un ordre de grandeur supérieur à ce que nous avons actuellement, " a déclaré Kamdem. " Le niveau de détail peut même proposer des positions spécifiques de différents gènes, nous serons donc en mesure de fournir un niveau de détail exceptionnel sur le protocole génétique. »
Kamdem prévient que la manipulation génétique a également des obstacles à surmonter avant qu'elle ne devienne une option viable dans la guerre contre les maladies transmises par les insectes, mais après des années à observer les génomes des moustiques s'adapter rapidement à une variété de nouveaux insecticides, il a bon espoir quant au potentiel d'utilisation des systèmes de forçage génétique pour finalement déjouer la capacité innée d'A. funestus à s'adapter et à survivre.
leurs découvertes, "Modèles de polymorphisme spécifiques au bras chromosomique associés à des inversions chromosomiques chez le principal vecteur africain du paludisme, Anophèle funeste, " ont été publiés dans la revue Écologie moléculaire le 21 août.
