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Un code-barres ADN ouvre de nouvelles perspectives dans l’étude des moustiques

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Un code-barres pour identifier les moustiques pourrait révolutionner la façon dont on les étudie. Des chercheurs de l’université du Colorado (Etats-Unis) ont mis au point une nouvelle méthode de marquage des moustiques, dont ils détaillent les spécificités dans la revue PNAS Nexus. Celle-ci consiste à faire ingérer aux larves de moustiques des microcristaux contenant des fragments d’ADN. Ceux-là ont la particularité de rester dans l’organisme des insectes même après leur métamorphose. Les microcristaux sont particulièrement résistants et ne se désagrègent pas dans un milieu aussi acide que l’estomac des insectes. Chaque moustique a le droit à un marquage personnalisé car chacune des séquences d’ADN est unique. Les scientifiques peuvent ainsi coder la date et le lieu du marquage dans la séquence génétique. Ils ont pu tester cette technique sur le terrain autour de la ville de Fort Collins dans le Colorado. Ils ont nourri une vingtaine de larves et les ont capturées une fois adultes. Cette nouvelle méthode devrait fournir des informations précieuses pour suivre les moustiques. Le marquage est une discipline essentielle pour lutter contre ces insectes. Ces diptères sont les animaux les plus dangereux pour les êtres humains. Ils transmettent de nombreuses maladies dont le paludisme qui tue entre 500.000 et 1 million de personnes par an, principalement en Afrique subsaharienne. 

Le marquage : un outil indispensable dans la lutte contre les moustiques

Face à ce fléau, les scientifiques ont un besoin vital d’informations concernant les habitudes et déplacements des moustiques. Le marquage des moustiques permet notamment de suivre l’étendue de leur mouvement de population, de les dénombrer et de déterminer leurs âges. « Ces 3 paramètres sont essentiels pour pouvoir traiter efficacement les moustiques” pointe Carlos Constantini, directeur de recherche dans l’unité travaillant sur les maladies infectieuses et leurs vecteurs à l’institut français pour le développement durable, auprès de Sciences et Avenir. Il existe une multitude de méthodes de marquage allant de l’utilisation de rubidium, un isotope radioactif placé dans l’environnement des larves et pouvant être détecté lorsque les insectes deviennent adultes, aux poudres fluorescentes, des pigments placés directement sur les moustiques et qui ne sont visibles qu’avec de la lumière ultra-violette. La première méthode n’est quasiment pas utilisée car elle demande trop d’investissement monétaire, temporel et ne donne pas des résultats particulièrement probants. Les poudres fluorescentes quant à elles sont les plus utilisées. Elles ont l’avantage d’être faciles à appliquer sur le terrain mais elles sont assez limitées. Les poudres fluorescentes ont un nombre de couleurs limité et donc ne peuvent coder qu’une quantité restreinte d’informations. Qui plus est, pour marquer des milliers d’individus, il faut une intervention humaine conséquente. Cette méthode peut aussi modifier les comportements des moustiques et leur taux de survie, ce qui peut biaiser les résultats. 

Marquer aisément plusieurs milliers de moustiques 

La nouvelle technique proposée par l’équipe de chercheurs américains permet de marquer un nombre très important de moustiques. “Il faut marquer des milliers voire des dizaines de milliers d’individus pour avoir des résultats satisfaisants, il y a un taux de recapture très faible se situant entre 1% et 10% des moustiques étudiés” souligne Carlos Constantini. Il faut donc un très grand effectif de moustiques pour avoir un grand nombre de captures. Sur le long terme, cette nouvelle méthode de marquage pourrait offrir un suivi bien plus précis des populations de moustiques. “Il n’y a pas d’obstacle majeur à la préparation de milliers de séquences de codes-barres distinctes. Avec ces séquences en main, nous pourrions marquer une grande quantité de sites susceptibles d’être des sources de moustiques […] Tant que nous disposons des coordonnées géographiques de ces sites, nous serons en mesure de dessiner une carte des déplacements des moustiques. Le fait de savoir d’où viennent les moustiques, en particulier ceux qui peuvent être des vecteurs de maladies, serait d’une grande aide pour focaliser nos efforts d’élimination des moustiques sur les zones les plus optimisées” explique à Sciences et Avenir Christopher D. Snow, coauteur de l’étude et ingénieur au département de chimie et biologie de l’université du Colorado. 

Une technique qui agirait en complément de celles déjà existantes 

Bien qu’innovante, cette nouvelle méthode ne permet pas, à elle seule, d’obtenir l’ensemble des paramètres nécessaires pour suivre au mieux les moustiques. Elle ne donne, par exemple, pas l’âge des moustiques marqués. C’est une donnée essentielle pour déterminer la dangerosité des diptères étudiés. “Dans le cas du paludisme par exemple, le moustique doit être assez âgé pour que le parasite puisse faire l’ensemble de son cycle dans le corps du diptère. C’est seulement lorsque le plasmodium a atteint les glandes salivaires du moustique que celui-ci peut transmettre le parasite. Ainsi, il est important de déterminer l’âge moyen d’une population pour connaître sa dangerosité”, explique Carlos Costantini. Malgré ses angles morts, cette technique pourrait permettre de répondre à de nouvelles questions, en particulier au sujet des larves. En marquant les moustiques sous leur forme larvaire, les scientifiques peuvent déterminer où les adultes ont le plus tendance à se reproduire grâce à la géolocalisation inscrite dans leur code-barres génétique personnalisé. Celui-ci joue le même rôle que les puces des animaux domestiques et permet donc de retrouver d’où ils viennent. En résumé, si un grand nombre de moustiques vient du même point d’eau, alors cela signifie que cette zone est remplie de larves. « Il faudrait combiner le marquage avec des microcristaux et celui qui utilise la poussière fluorescente, pour obtenir des données très précises sur les populations de moustiques », explique Carlos Constantini. 

Les microcristaux à ADN ne sont pas encore commercialisables 

Cependant, cette nouvelle méthode n’est pas encore prête à être commercialisée. « Le prix matériel actuel est trop élevé. Nous travaillons actuellement sur une nouvelle méthode de production de ces codes-barres génétiques pour qu’ils soient économiquement viables. Il faudra aussi automatiser la dispersion des microcristaux dans les points d’eau où se trouvent les larves” résume Christopher D. Snow.  Une autre limite se présente : pour qu’ils soient efficaces, les microcristaux doivent être dans une eau stagnante, il est donc impossible de les relâcher dans un cours d’eau car ceux-ci seront trop diffus pour être consommés par les larves. 

Une technologie qui pourrait être étendue à d’autres vecteurs de maladies

Ces contraintes demandent encore beaucoup de travail de la part des chercheurs. Pourtant, cette technique promet déjà d’être utile pour l’une des espèces invasives les plus problématiques dans le monde : le moustique tigre (Aedes albopictus). Celui-ci pond ses œufs dans de l’eau stagnante, l’environnement idéal pour les microcristaux. Pour de futurs travaux, il serait aussi imaginable d’utiliser cette technique pour d’autres vecteurs de maladies. « Nous cherchons aussi à étendre cette technologie à d’autres vecteurs d’arbovirus, comme la dengue », conclut le chercheur de l’université du Colorado. 

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