Quels sont les lecteurs de gènes? Comment les scientifiques luttent contre les moustiques mortels

Quel est l'animal le plus mortel sur terre? C’est une question qui rappelle les lions, les tigres, les requins et les crocodiles redoutables. Mais la réponse est un animal qui ne mesure pas plus d'un centimètre de long.

Quelques espèces de moustiques, parmi les milliers qui peuplent des environnements différents, sont les animaux les plus meurtriers de la planète. Anophèle Les moustiques, à eux seuls, transmettent le paludisme par la piqûre et infectent chaque année plus de 200 millions de personnes, et sont responsables de 400 000 décès par an, dont 70% sont des enfants de moins de cinq ans.

D'autres espèces de moustiques transmettent également des maladies - la dengue, le Nil occidental et le Zika - par la piqûre.

Nous sommes généticiens à l'Imperial College de Londres et nous nous concentrons sur le moustique et son rôle en tant que vecteur de maladie. Depuis plus de 20 ans, nous nous concentrons sur le développement des moustiques génétiquement modifiés. En effet, des décennies de lutte antipaludique nous ont appris que la stratégie la plus efficace pour prévenir le paludisme consiste à contrôler le moustique lui-même. Des années de recherche ont abouti à la mise au point d'un outil génétique ultime et sophistiqué appelé «entraînement génique». Lorsqu'il est correctement mis au point, il peut éliminer les populations de moustiques hébergés dans des cages en laboratoire.

Voir aussi: Comment des millions de moustiques parasités par des robots peuvent combattre Zika

Nous combattons chaque jour les maladies transmises par les moustiques

Seules les moustiques femelles piquent les humains. Ils boivent du sang humain pour rassembler les nutriments nécessaires à la production de leurs œufs. Si le moustique femelle est infecté par un virus ou un parasite, il transmettra l'infection à la personne piquée. Plus tard, si un moustique non infecté mord l'homme nouvellement infecté, il détectera le micro-organisme et pourra également transmettre la maladie à d'autres personnes.

Pour une maladie comme le paludisme, qui représente une menace pour près de la moitié de la population mondiale, les initiatives de santé publique ont eu recours à diverses méthodes pour cibler le parasite du paludisme, comme les vaccins et les médicaments. D’autres méthodes - pesticides, fumigation, moustiquaires et élimination de l’habitat des moustiques - s’efforcent de réduire soit le contact avec les moustiques, soit leur nombre. Mais nous pensons que le ciblage des moustiques est le moyen le plus efficace de réduire les cas de paludisme dans le monde.

Aujourd'hui, en Afrique, où le fardeau du paludisme est le plus lourd, le fait de pulvériser un insecticide à l'intérieur et de dormir sous des moustiquaires, est le moyen le plus efficace de réduire rapidement la transmission du paludisme. Ces mesures et interventions de contrôle ont permis de réduire considérablement la charge de paludisme dans de nombreux endroits. Depuis 2010, le taux de mortalité imputable au paludisme a diminué de 35% chez les enfants de moins de cinq ans.

Cependant, ces méthodes ne sont pas durables et doivent être mises en œuvre à grande échelle pour atteindre leur plein potentiel. Cela est devenu évident entre 2014 et 2016, qui était la première fois depuis 2010 que les cas de paludisme avaient augmenté, rompant avec la tendance à la baisse observée au cours des années précédentes. Les moustiques développent une résistance aux antipaludiques et aux insecticides, et nous sommes à court d'options et de temps.

Une nouvelle approche

Pour parvenir à l'éradication du paludisme, les chercheurs en santé publique doivent améliorer notre arsenal. Pour atteindre cet objectif, le laboratoire Crisanti de l'Imperial College travaille sur un plan en ce sens.

Récemment, une technologie appelée CRISPR a été développée qui permet aux scientifiques d’éditer l’ADN avec une grande efficacité. Des chercheurs du monde entier utilisent CRISPR pour modifier l'ADN des moustiques dans le but d'éliminer les maladies transmises par les moustiques, telles que le paludisme. Dans notre laboratoire, nous avons développé l’utilisation la plus avancée de la technologie jamais proposée. C'est ce qu'on appelle la «mutation génétique». Ce type de modification génétique a la capacité de propager un trait dans une population sauvage, outrepassant ainsi les lois classiques de l'hérédité.

L'ADN qui est transmis d'un parent, d'une génération à l'autre via les lois classiques de l'hérédité, n'est hérité que par la moitié de la descendance de chaque génération. Ceci maintient la fréquence de cette modification génétique ou de ce trait dans la population de moustiques.

Les lecteurs de gènes sont hérités de plus de 50% des descendants. Cela leur donne la possibilité d'augmenter progressivement la fréquence d'un trait au cours des générations suivantes, ce qui constitue un avantage par rapport à l'utilisation potentielle d'autres moustiques génétiquement modifiés.

Éthique de la modification des populations de moustiques sauvages

Nous avons conçu un lecteur de gènes qui cible les gènes de fertilité essentiels au développement de la moustique femelle. Lorsque ces gènes sont perturbés, l'insecte femelle est incapable de mordre ou de produire une progéniture.

L’avantage des lecteurs de gènes est que nous ne pouvons cibler que les Anopheles gambiae l’espèce - l’un des principaux vecteurs de la maladie en Afrique subsaharienne - sans toucher les autres.

Lorsque nous avons testé notre technologie en laboratoire, nous avons pu transmettre ce trait à 100% de la population de moustiques dans les cages. La production de moustiques mâles normaux et de femelles stériles a eu pour conséquence de ramener la population à zéro en six mois.

C’est la première fois qu’une population est supprimée à l’aide d’une clé génétique, même en laboratoire.

Le lecteur de gènes est une technologie génétique puissante et en évolution rapide. La capacité de transformer des populations naturelles sans intervention humaine constante les rend idéales pour compléter les outils et méthodes actuellement utilisés pour lutter contre les maladies infectieuses et réduire leur fardeau économique et écologique.

Bien que la suppression des populations de moustiques en cage dans le laboratoire soit un accomplissement historique, la dissémination réelle sur le terrain d’une source de gènes est au moins une décennie dans l’avenir.

Puisqu'elles peuvent s'étendre seules et sur des zones géographiques potentiellement étendues, la technologie soulève des problèmes éthiques potentiels quant à leur utilisation. Par exemple, qui décide quand un disque génétique est libéré si un consensus complet des communautés touchées n’est pas atteint? Ces questions sont largement débattues par les scientifiques, les éthiciens, les régulateurs et ceux qui pourraient être affectés par l’utilisation de la technologie du lecteur de gène.

Néanmoins, la communauté scientifique a fait de grands progrès sur les méthodes potentielles de sauvegarde de la technologie, y compris le potentiel de conceptions qui limiteraient leur diffusion. La décision finale sur la possibilité ou non de disséminer une lignée génétique dans la nature doit être prise avec le consentement des pays touchés, et plus particulièrement des communautés qui vivent chaque jour avec ces maladies.

Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation par Andrea Crisanti et Kyros Kyrou. Lisez l'article original ici.