Pour combattre Zika, modifions génétiquement les moustiques à l'ancienne

Les chercheurs élaborent des techniques d'élevage de masse pour les moustiques Aedes - leur temps de génération est de seulement 2.5 semaines. Banque d'images de l'AIEA, CC BY-NC-NDLes chercheurs élaborent des techniques d'élevage de masse pour les moustiques Aedes - leur temps de génération est de seulement 2.5 semaines. Banque d'images de l'AIEA, CC BY-NC-ND

Le près panique causée par la propagation rapide du Virus Zika a apporté une nouvelle urgence à la question de savoir comment mieux contrôler les moustiques qui transmettent des maladies humaines. Aedes aegypti les moustiques mordent les gens à travers le monde, propageant trois maladies virales: la dengue, chikungunya et Zika. Il n'y a pas de vaccins efficaces prouvés ou de médicaments spécifiques pour traiter les patients après avoir contracté ces virus.

lutte contre les moustiques est le seul moyen, actuellement, de les limiter. Mais ce n'est pas une tâche facile. Les méthodes classiques de contrôle telles que les insecticides sont tomber en disgrâce - ils peuvent avoir des effets environnementaux négatifs ainsi que augmenter la résistance aux insecticides dans les populations restantes de moustiques. Nouveau les méthodes de contrôle des moustiques sont nécessaires - à présent.

Il est donc temps d’explorer un rêve de longue date biologistes vectoriels, y compris moi: utiliser la génétique pour arrêter ou limiter la propagation des maladies transmises par les moustiques. Tandis que les technologies d'édition de gènes ont progressé de façon spectaculaire au cours des dernières décennies, je crois que nous avons négligé des méthodes plus anciennes, éprouvées, qui pourraient fonctionner aussi bien sur ces insectes. Nous pouvons atteindre l'objectif de produire des moustiques incapables de transmettre des pathogènes humains en utilisant les mêmes techniques d'élevage sélectif que les gens utilisent depuis des siècles sur d'autres animaux et plantes.

Techniques sur la table

Une stratégie classique pour réduire les populations d'insectes a été de inondation des populations avec des mâles stériles - généralement produit en utilisant l'irradiation. Lorsque les femelles de la population cible s'accouplent avec ces mâles, elles ne produisent aucune progéniture viable - on espère que les chiffres de population se briseront.

La torsion moderne sur cette méthode a été de générer des mâles transgéniques qui portent un gène létal dominant qui les rend essentiellement stériles; La progéniture issue de ces mâles meurt tardivement au stade larvaire, éliminant ainsi les générations futures. Cette méthode a été promulguée par le société de biotechnologie Oxitec Son état actuel est utilisé au Brésil.

Plutôt que de simplement tuer les moustiques, une stratégie plus efficace et durable serait de les modifier génétiquement afin qu'ils ne puissent plus transmettre un microbe pathogène.

La puissante nouvelle technique d'édition de gènes CRISPR pourrait être utilisée pour transformer des transgènes (matériel génétique d'une autre espèce) en une population sauvage. Cette méthode fonctionne bien chez les moustiques et est potentiellement un moyen de "Conduire" les transgènes dans les populations. CRISPR pourrait aider à propager rapidement un gène qui confère une résistance à la transmission d'un virus - ce que les scientifiques appellent réfractaires.

Mais CRISPR a été controversé, en particulier lorsqu'il est appliqué à des êtres humains, parce que les transgènes qu'il insère dans un individu peuvent être transmis à sa progéniture. Il ne fait aucun doute que l'utilisation de CRISPR pour créer et libérer des moustiques génétiquement modifiés dans la nature susciterait une controverse. Le directeur du renseignement national américain, James Clapper, est allé jusqu'à dub CRISPR une arme potentielle de destruction massive.

Mais les technologies transgéniques sont-elles nécessaires pour modifier génétiquement les populations de moustiques?Des exemples de sélection artificielle réussie de divers traits à travers les années. Au centre se trouve un dessin animé du «bloc» que les scientifiques aimeraient sélectionner pour les moustiques afin qu'ils ne puissent pas transmettre le virus. Jeff Powell, Auteur fourni

L'élevage sélectif à l'ancienne

La modification génétique des populations se poursuit depuis des siècles avec beaucoup de succès. C'est le cas de presque tous les végétaux et animaux commercialement utiles que les gens utilisent pour la nourriture ou d'autres produits, y compris le coton et la laine. La sélection sélective peut produire d'immenses changements dans les populations en fonction de la variation naturelle au sein de l'espèce.

La sélection artificielle utilisant cette variation naturelle s'est révélée efficace encore et encore, surtout dans le monde agricole. En choisissant des parents ayant des caractéristiques souhaitables (poulets ayant une production d'œufs accrue, moutons avec de la laine plus douce) pendant plusieurs générations consécutives, une souche de «véritable reproduction» peut être produite qui aura toujours les caractères désirés. Ceux-ci peuvent sembler très différents de l'ancêtre - pensez à toutes les races de chiens dérivés d'un loup ancêtre.

À ce jour, seul un travail limité de ce genre a été fait sur les moustiques. Mais cela montre qu'il est possible de sélectionner des moustiques ayant une capacité réduite à transmettre des pathogènes humains. Donc, plutôt que d'introduire des transgènes d'autres espèces, pourquoi ne pas utiliser la variation génétique naturellement présente dans les populations de moustiques?

Dériver des souches de moustiques grâce à la sélection artificielle présente plusieurs avantages par rapport aux approches transgéniques.

  • Toute la controverse et les risques potentiels entourant les organismes transgéniques (OGM) sont évités. Nous parlons seulement d'augmenter la prévalence dans la population des gènes de moustiques naturels que nous aimons.
  • Les moustiques sélectionnés provenant directement de la population cible seraient probablement plus compétitifs lorsqu'ils seraient relâchés dans leur coin de la nature. Parce que la nouvelle souche réfractaire qui ne peut transmettre le virus ne porte que des gènes de la population cible, elle serait spécifiquement adaptée à l'environnement local. Les manipulations en laboratoire pour produire des moustiques transgéniques sont connues abaisser leur condition physique.
  • En commençant par la population de moustiques locale, les scientifiques pourraient sélectionner spécifiquement pour réfractaire à la souche de virus infectant les gens en ce moment dans cette localité. Par exemple, il existe quatre "variétés" différentes du virus de la dengue appelées sérotypes. Pour contrôler la maladie, les moustiques sélectionnés devront être réfractaires au sérotype actif à cet endroit à ce moment-là.
  • Il peut être possible de sélectionner des souches de moustiques incapables de transmettre plusieurs virus. Parce que le même Aedes aegypti les espèces de moustiques transmettent la dengue, le chikungunya et le zika, les personnes vivant dans des endroits où ce moustique est présent sont simultanément à risque pour les trois maladies. Bien que cela n'ait pas encore été démontré, il n'y a aucune raison de penser qu'une sélection sélective minutieuse et bien conçue ne pourrait pas développer des moustiques incapables de propager tous les virus médicalement pertinents.

Heureusement, Ae. aegypti est le moustique le plus facile à élever en captivité et a une durée de génération d'environ 2.5 semaines. Donc, contrairement aux éleveurs classiques de plantes et d'animaux qui traitent avec des organismes ayant des générations dans les années, les générations 10 de sélection de ce moustique ne prendraient que quelques mois.

Cela ne veut pas dire qu'il n'y a pas d'obstacles à l'utilisation de cette approche. Peut-être le plus important est que les gènes qui rendent difficile la transmission de la maladie par ces insectes peuvent aussi rendre les insectes individuels plus faibles ou moins sains que la population naturelle ciblée. Finalement, les moustiques élevés en laboratoire et leur progéniture pourraient être hors compétition et disparaître de la population sauvage. Nous pourrions avoir besoin de libérer en continu des moustiques réfractaires - c'est-à-dire, ceux qui ne sont pas bons à transmettre la maladie en question - pour surmonter la sélection contre les gènes réfractaires souhaitables.

Et les pathogènes transmis par les moustiques eux-mêmes évoluent. Les virus peuvent muter pour échapper à tout bloc de moustique génétiquement modifié. Tout plan visant à modifier génétiquement les populations de moustiques doit avoir des plans d'urgence en place lorsque des virus ou d'autres agents pathogènes évoluent. De nouvelles souches de moustiques peuvent être rapidement sélectionnées pour combattre la nouvelle version du virus - aucune technique transgénique coûteuse n'est nécessaire.

Aujourd'hui, les phytogénéticiens utilisent de plus en plus de nouvelles techniques de manipulation génétique pour améliorer les espèces économiquement importantes. Mais ce n'est qu'après que la sélection artificielle traditionnelle a été prise dans la mesure du possible pour améliorer les races. Beaucoup de biologistes de moustiques proposent d'aller directement aux nouvelles méthodologies transgéniques de fantaisie qui n'ont jamais été montrées fonctionner réellement dans les populations naturelles de moustiques. Ils ignorent une approche éprouvée, moins coûteuse et moins controversée qui devrait au moins être mise à l'épreuve.

A propos de l'auteur

La ConversationJeffrey Powell, professeur, Université Yale. Ses principaux intérêts sont les questions fondamentales de la génétique évolutive et de l'évolution moléculaire en utilisant largement Drosophila comme un organisme modèle et l'application des technologies génétiques et des concepts aux moustiques pour aider à contrôler les maladies qu'ils transmettent.

Cet article a été publié initialement le La Conversation. Lis le article original.

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