Les moustiques génétiquement modifiés, la meilleure arme pour réduire la transmission des maladies
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Malgré les questionnements qu’on peut avoir, les moustiques génétiquement modifiés sont la meilleure arme pour lutter contre la propagation des maladies par ces insectes. La technologie GM dans les moustiques est de plus en plus efficace et plus sûre que les méthodes actuelles.
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Les moustiques sont parmi les créatures les plus mortelles de la planète. Ils transportent des virus, des bactéries et des parasites qu’ils transmettent par piqûres, infectant quelque 700 millions de personnes et tuant plus d’un million de personnes chaque année.1
Avec les voyages internationaux, la migration et le changement climatique, ces infections ne se limitent plus aux pays en développement tropicaux et subtropicaux. Des agents pathogènes tels que le virus du Nil occidental et le virus Zika ont provoqué des épidémies importantes aux États-Unis et dans ses territoires.
Des larves de moustiques Aedes aegypti dans un conteneur au bureau du district de lutte contre les moustiques de Floride à Marathon, en Floride. Une étude publiée en mai 2017 a suggéré que Zika a commencé à se répandre en Floride environ trois mois avant et le virus a probablement été transporté par des voyageurs des Caraïbes – Crédit : Wilfredo Lee/AP Photo
Et cela va empirer, car on découvre constamment de nouveaux agents pathogènes invasifs. Actuellement, la lutte contre ces maladies se limite principalement aux pulvérisations d’insecticides à large spectre, qui peuvent nuire aux humains et aux animaux et aux insectes non ciblés.2 Et s’il y avait un moyen de contrôler ces maladies dévastatrices sans les problèmes environnementaux liés à l’utilisation généralisée des insecticides ?
Sommaire
La modification génétique des moustiques
La modification génétique des moustiques, pour prévenir la maladie, peut sembler être de la science-fiction, mais la technologie a progressé ces dernières années au point où ce scénario n’est plus relégué aux films de fin de soirée. En fait, ce n’est même pas une idée nouvelle ; les scientifiques parlaient de modifier les populations d’insectes pour lutter contre les maladies dès les années 1940.3 Aujourd’hui, des moustiques génétiquement modifiés (GM), développés au cours des dernières décennies de recherche dans des laboratoires universitaires, sont utilisés pour lutter contre les agents pathogènes transmis par les moustiques, notamment les virus tels que la dengue et le Zika, dans de nombreuses régions du monde, notamment aux États-Unis.4 5 6 Des progrès ont également été réalisés dans l’utilisation des moustiques GM pour lutter contre le paludisme, la maladie la plus dévastatrice transmise par les moustiques même s’il n’existe pas encore de disséminations sur le terrain pour lutter contre le paludisme.
Un employé pulvérise de la brume anti-moustique pour tenter de contrôler la dengue dans un quartier de Jakarta, en Indonésie. Les zones à forte densité de population du pays sont souvent touchées par de graves épidémies de maladies transmises par les moustiques, en particulier pendant la saison des pluies, en raison des services de santé médiocres et des conditions de vie insalubres – Crédit : Achmad Ibrahim/AP Photo
Cela fait plus de 20 ans que je travaille sur les moustiques GM, à la fois comme outil de laboratoire et pour lutter contre les maladies. Au cours de cette période, j’ai personnellement vu la technologie passer de la théorie à celle utilisée sur le terrain. J’ai vu d’anciennes techniques inefficaces, aléatoires et lentes ouvrir la voie à de nouvelles méthodes telles que CRISPR, qui permet une édition efficace, rapide et précise des génomes de moustiques.3 7 Et la technologie ReMOT Control élimine la nécessité d’injecter des matériaux dans les embryons de moustiques.8 Ces nouvelles technologies font que, les moustiques GM, pour le contrôle des maladies ne sont pas une question de “si” mais plutôt une question de “où” et “quand”.
Ne vous inquiétez pas, ces changements génétiques n’affectent que les moustiques, car ils ne sont pas transmis aux personnes quand le moustique les mord.
Les différentes manières d’utiliser des moustiques génétiquement modifiés
Il existe deux méthodes alternatives actuellement utilisées pour lutter contre les maladies transmises par les moustiques en utilisant les moustiques GM. Le premier est le “remplacement de la population” dans lequel une population de moustiques, biologiquement capables de transmettre des agents pathogènes, est “remplacée” par une population incapable de transmettre des agents pathogènes.
Cette approche repose généralement sur un concept connu sous le nom de Gene Drive (forçage génétique) pour diffuser les gènes anti-pathogènes. Dans le Gene Drive, un trait génétique, un gène ou un groupe de gènes, repose sur l’hérédité pour s’étendre à plus de la moitié de la progéniture d’un moustique, ce qui augmente la fréquence du trait dans la population.
Le Gene Drive
La deuxième approche est appelée “suppression de la population“.9 Cette stratégie réduit les populations de moustiques de sorte qu’il y ait moins de moustiques sur l’agent pathogène. Alors que le concept de Gene Drive chez les moustiques est vieux de plusieurs décennies, la technique d’édition de gènes CRISPR a finalement permis de la concevoir facilement en laboratoire.6 3 Cependant, les Gene Drive basées sur CRISPR n’ont pas encore été déployées dans la nature, principalement parce qu’elles constituent toujours une nouvelle technologie sans cadre réglementaire international ferme, mais également en raison de problèmes liés à l’évolution de la résistance des populations de moustiques qui empêcheront le gène de se propager.10
La résidente Annick Sternberg, à gauche, libère les moustiques mâles infectés par Wolbachia, comme le montre Bill Petrie, directeur du centre de contrôle des moustiques du comté de Miami-Dade, à South Miami, Floride, le 8 février 2018. Des milliers de moustiques volent près de Miami pour tester une nouvelle façon de supprimer les populations d’insectes porteurs du virus Zika et d’autres virus. À droite, Patrick Kelly, responsable des opérations sur le terrain pour Mosquito Mate – Crédit : Lynne Sladky/AP Photo
Ce n’est peut-être pas évident immédiatement, mais le gène dans le Gene Drive ne doit pas nécessairement être un gène, car cela peut être un microbe. Tous les organismes existent non seulement avec leurs propres génomes, mais aussi avec les génomes de tous leurs microbes associés, les “hologénomes“. La propagation d’un génome microbien à travers une population par hérédité peut également être considérée comme un Gene Drive. Selon cette définition, le premier mécanisme génétique, déployé dans les populations de moustiques pour lutter contre la maladie, est un symbiote bactérien connu sous le nom de Wolbachia. Wolbachia est une bactérie qui infecte jusqu’à 70 % de toutes les espèces d’insectes connues, où elle détourne la reproduction des insectes pour se propager à travers la population.
Ainsi, le Wolbachia lui-même (avec son génome d’environ 1 500 gènes) agit comme le trait génétique induit dans la population. Quand Wolbachia est transféré dans un moustique non infecté auparavant, il rend souvent le moustique plus résistant à l’infection par un agent pathogène pouvant provoquer des maladies chez l’homme, comme de multiples virus (virus de la dengue et Zika) et des parasites du paludisme.11 12 13
Une bactérie qui combat la maladie
Au cours des 8 dernières années, les chercheurs ont pris Wolbachia qui est présent dans les mouches des fruits et ils l’ont transféré dans les moustiques qui transmettent le virus de la dengue.14 Ces insectes modifiés ont ensuite été libérés dans une douzaine de pays pour lutter contre la maladie.15 Bien que commercialisé comme une stratégie non-GM, l’infection artificielle des moustiques avec Wolbachia relève clairement de l’appellation GM puisque plus de 1500 gènes (le génome bactérien entier) ont été transférés de l’hôte original de la mouche des fruits vers les moustiques.
L’aire de répartition estimée des espèces de moustique qui transportent le virus de la dengue et le virus Zika aux Etats-Unis. L’espèce Aedes aegypti est en bleu et Aedes albopictus est en rouge. Les États et territoires où les deux espèces ont été collectées sont en violet. Tous les États et territoires américains, à l’exception de l’Alaska, sont à risque face au virus du Nil occidental – Crédit : Jason Rasgon, CC BY-ND
Les résultats préliminaires de la lutte contre la dengue en Australie ont été prometteurs.16 Cependant, le contrôle de la maladie dans d’autres zones présentant un risque plus élevé, comme l’Amérique du Sud et l’Asie, doit encore être déterminé, notamment parce que certaines études ont démontré que Wolbachia peut parfois augmenter l’infection des moustiques plutôt que la supprimer.17 18 19 20 21
Les moustiques GM éliminent les moustiques
Le meilleur exemple actuel de suppression de la population est la libération de moustiques stériles génétiquement modifiés. Il s’agit d’un essai moderne de la technique de l’insecte stérile datant de plusieurs décennies, où des insectes mâles stériles sont libérés dans les populations naturelles pour s’accoupler avec les femelles sauvages, réduisant ainsi la population de moustiques.
Mais, plutôt que de stériliser grossièrement les moustiques avec des radiations ou des produits chimiques, on utilise aujourd’hui un génie génétique intelligent pour les stériliser. La société Oxitec a mis au point des moustiques avec un gène mortel pour les femelles, mais pas pour les mâles, qui ne piquent pas et ne transmettent pas de maladie.22 Des milliers de ces mâles transgéniques sont libérés dans la nature, où ils s’accouplent avec les femelles sauvages de la population. La modification génétique est héritée par la progéniture de ces accouplements ; la progéniture femelle meurt tandis que la progéniture mâle, qui porte le gène, survit et continue à transmettre le trait à d’autres générations. Avec de moins en moins de femelles, la population de moustiques est considérablement réduite. Oxitec a réalisé des rejets dans les îles Caïmans, en Malaisie, au Brésil et en Floride.23 24 22 25
Une certaine opposition aux moustiques GM
Il y a eu une certaine opposition à ces lâchers de moustiques stériles, en particulier en Floride. Par exemple, en 2016, un essai Oxitec dans les Florida Keys a rencontré une certaine résistance locale.26 Cependant, contrairement aux stratégies de Gene Drive, la libération de moustiques stériles (génétiquement modifiés ou non) possède la plus faible empreinte environnementale et la plus grande sécurité de toute stratégie de lutte contre la maladie et c’est certainement plus sûr que les pulvérisations d’insecticides à large spectre. Il est très ciblé et, par conséquent, si cela fonctionne, il n’aboutira qu’à l’élimination de l’espèce de moustique cible, qui dans ce cas (Aedes aegypti) est un moustique hautement invasif et non indigène en Floride.
Outre la recherche de gènes, les bactéries Wolbachia ont également été utilisées pour supprimer la population. Les mâles infectés par la bactérie sont libérés dans une population de moustiques non infectée ou infectée par une souche de Wolbachia différente, ce qui conduit à des accouplements “incompatibles” ou stériles. Cette stratégie est également très ancienne et elle a été utilisée pour la première fois afin de supprimer les populations de moustiques dans les années 1960 avant même qu’on sache que Wolbachia provoquait la stérilité de certaines populations de moustiques lorsqu’ils s’accouplaient entre eux.3 Actuellement, les mâles stérilisés par Wolbachia ont été relâchés dans plusieurs pays, notamment en Australie et aux États-Unis, en Californie et en Floride, pour lutter contre le virus de la dengue.27
Dans un monde de plus en plus interconnecté et avec les problèmes supplémentaires liés au changement climatique mondial, les agents pathogènes ne risquent pas de rester confinés aux pays en développement, mais ils constitueront également un problème croissant pour les États-Unis.28 Avec l’évolution de la résistance aux insecticides chez les moustiques, la technologie GM a le potentiel de réduire le fardeau des maladies transmises par les moustiques à travers le monde, sans les risques environnementaux et sanitaires associés à l’utilisation de pesticides nocifs.
N’ayez pas peur si cela ressemble à de la science-fiction, car cela pourrait vous sauver la vie.
Traduction d’un article de The Conversation par Jason Rasgon, professeur d’entomologie et d’épidémiologie à la Pennsylvania State University.
