Nouvelle technologie conçue pour contrôler génétiquement les moustiques vecteurs de maladies

Tirant parti des progrès du génie génétique basé sur CRISPR, des chercheurs de l’Université de Californie à San Diego ont créé un nouveau système qui retient les populations de moustiques qui infectent des millions de personnes chaque année avec des maladies débilitantes.

La nouvelle technique d’insectes stériles guidée avec précision, ou pgSIT, modifie les gènes liés à la fertilité masculine – créant une progéniture stérile – et au vol des femelles chez Aedes aegypti, l’espèce de moustique responsable de la propagation de maladies de grande envergure, notamment la dengue, le chikungunya et le Zika.

« pgSIT est un nouveau système de contrôle génétique évolutif qui utilise une approche basée sur CRISPR pour concevoir des moustiques déployables capables de supprimer les populations », a déclaré le professeur de sciences biologiques de l’UC San Diego, Omar Akbari. « Les mâles ne transmettent pas de maladies, donc l’idée est qu’à mesure que vous libérez de plus en plus de mâles stériles, vous pouvez supprimer la population sans avoir recours à des produits chimiques et à des insecticides nocifs. »

Les détails du nouveau pgSIT sont décrits le 10 septembre 2021 dans la revue Nature Communications.

pgSIT diffère des systèmes de « forçage génétique » qui pourraient supprimer les vecteurs de maladies en transmettant indéfiniment les altérations génétiques souhaitées d’une génération à l’autre. Au lieu de cela, pgSIT utilise CRISPR pour stériliser les moustiques mâles et rendre les moustiques femelles, qui propagent la maladie, incapables de voler. Le système est auto-limitant et ne devrait pas persister ou se propager dans l’environnement, deux caractéristiques de sécurité importantes qui devraient permettre l’acceptation de cette technologie.

Akbari dit que le système pgSIT envisagé pourrait être mis en œuvre en déployant des œufs de mâles stériles et de femelles incapables de voler dans des endroits cibles où la propagation des maladies transmises par les moustiques se produit.

« S’appuyant sur des modèles mathématiques, nous démontrons empiriquement que les mâles pgSIT libérés peuvent rivaliser, supprimer et même éliminer les populations de moustiques », notent les chercheurs dans l’article de Nature Communications. « Cette technologie de plate-forme pourrait être utilisée sur le terrain et adaptée à de nombreux vecteurs, pour contrôler les populations sauvages afin de réduire les maladies de manière sûre, confinable et réversible. »

Bien que les outils de génie génétique moléculaire soient nouveaux, les agriculteurs stérilisent les insectes mâles pour protéger leurs cultures depuis au moins les années 1930. Dans les années 1950, les producteurs américains ont commencé à utiliser des radiations pour stériliser les espèces nuisibles telles que la mouche à vis sans fin du Nouveau Monde, connue pour détruire le bétail. Des méthodes similaires basées sur les rayonnements continuent aujourd’hui, ainsi que l’utilisation d’insecticides. pgSIT est conçu comme une technologie beaucoup plus précise et évolutive car il utilise CRISPR – et non des rayonnements ou des produits chimiques – pour modifier les gènes clés des moustiques. Le système est basé sur une méthode annoncée par l’UC San Diego en 2019 par Akbari et ses collègues de la mouche des fruits Drosophila.

Comme prévu, Akbari dit que les œufs pgSIT peuvent être expédiés vers un endroit menacé par une maladie transmise par les moustiques ou développés dans une installation sur place qui pourrait produire les œufs pour un déploiement à proximité. Une fois que les œufs pgSIT sont libérés dans la nature, généralement à un taux maximal de 100 à 200 œufs pgSIT par adulte d’Aedes aegypti, les mâles pgSIT stériles émergent et finissent par s’accoupler avec les femelles, réduisant la population sauvage au besoin.

Au-delà d’Aedes aegypti, les chercheurs pensent que la technologie pgSIT pourrait être dirigée vers d’autres espèces qui propagent des maladies.

« … Cette étude suggère que pgSIT pourrait être une technologie efficace pour le contrôle des populations de moustiques et le premier exemple d’une technologie adaptée à un lâcher dans le monde réel », déclarent les chercheurs. « À l’avenir, pgSIT peut fournir une technologie alternative de nouvelle génération efficace, sûre, évolutive et respectueuse de l’environnement pour le contrôle des populations sauvages de moustiques, entraînant une prévention à grande échelle de la transmission des maladies humaines. »

La liste complète des co-auteurs de l’article : Ming Li, Ting Yang, Michelle Bui, Stephanie Gamez, Tyler Wise, Nikolay Kandul, Junru Liu, Lenissa Alcantara, Haena Lee, Jyotheeswara Edula, Robyn Raban, Yinpeng Zhan, Yijin Wang, Nick DeBeaubien , Jieyan Chen, Hector Sanchez C., Jared Bennett, Igor Antoshechkin, Craig Montell, John Marshall et Omar Akbari.

Le financement de la recherche a été fourni par une subvention du programme Safe Genes de la DARPA (HR0011-17-2-0047); les National Institutes of Health (R01AI151004 et R56-AI153334) ; l’US Army Research Office (accord de coopération W911NF-19-2-0026 pour l’Institute for Collaborative Biotechnologies) ; et l’Institut de génomique innovante.