Le forçage génétique comme outil de lutte contre les maladies transmises par les moustiques – GDaMo

Nous utilisons la technique de Golden Gate Cloning pour assembler des constructions complexes d'ADN, comprenant de nombreux modules nécessaires à l'activité de forçage génétique, à l'activité anti-agents infectieux, et au suivi des modifications génétiques obtenues dans les moustiques grâce à des marqueurs fluorescents. Après le processus de transgenèse, nous élevons les lignées de moustiques transgéniques obtenues sur de nombreuses générations et analysons la dynamique des transgènes (notamment par cytométrie de flow sur des larves néonates vivantes), et utilisons des tests d'infection pour évaluer leur résistance.

Nous avons commencé à tester différentes approches de forçage génétique chez le moustique anophèle. Une construction à forçage génétique intégrée dans le locus de la sagline, ciblant doublement le gène de la sagline et celui de la lipophorine, est capable d’envahir une population d’anophèle dans laquelle a été préalablement introduite une version modifiée de la lipophorine qui confère un blocage de la transmission du Plasmodium. Les deux modifications génétiques se répandent de façon dépendante l’une de l’autre à l’intérieur d’une population de moustiques, ce qui devrait réduire la compétence vectorielle. La dépendance envers la version modifiée de la lipophorine de la construction de forçage génétique pourrait lui conférer une propriété très recherchée de confinement local.

Nous allons poursuivre l'analyse du forçage génétique combiné chez l'anophèle, et mettre au point des stratégies analogues chez le moustique Aedes contre les virus. Nous allons examiner l'apparition de phénomène non désirés au cours du processus de forçage génétique: apparition de résistances, de mutations hors-cibles, de modification de la compétence vectorielle qui n'irait pas dans le sens attendu, transfert horizontal de gènes vers des espèces de moustique plus ou moins apparentées.

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Les moustiques vecteurs de maladies humaines sont responsables d’environ 750 000 morts par an. Des résistances génétiques aux insecticides se répandent dans les populations de moustiques, de nouvelles arboviroses émergent régulièrement, et les médicaments antipaludiques sélectionnent des parasites insensibles aux traitements. Dans la lutte contre les maladies à transmission vectorielle, le forçage génétique pourrait apporter un important complément aux méthodes actuelles. Cette technique permet la conception de transgènes capables d’envahir rapidement une population de l’espèce-cible, grâce à l’activité de ciseaux moléculaires de type CRISPR/Cas9. Elle pourrait être mise en œuvre pour éliminer des populations de moustiques, ce qui pourrait provoquer une perte de biodiversité et un déséquilibre de l’écosystème, ou bien pour introduire des modifications génétiques à l’échelle de l’espèce. En conditions de laboratoire confiné, nous proposons de mettre au point des constructions de forçage génétique porteuses d’une activité anti-pathogène, rendant les moustiques Anopheles gambiae et Aedes aegypti incapables de transmettre le paludisme et des virus (dengue, Zika). Nous optimiserons et testerons plusieurs approches innovantes de forçage génétique, conçues particulièrement pour éviter la sélection de moustiques résistants au forçage génétique: forçages multiplexes, forçage à double-effet anti-Plasmodium, forçages obligatoires, forçages indirects. Nous suivrons l’efficacité de chacune de ces déclinaisons de la technique sur des populations de moustiques confinées, rechercherons leurs potentiels effets indésirables dus à des mutations hors-cibles provoquées par Cas9, mettrons au point des constructions anti-forçage pour pouvoir bloquer l’expansion de ces constructions, et testerons la propension des constructions de forçage génétique au transfert horizontal vers d’autres espèces d’insectes et microorganismes. Les partenaires du projet possèdent des expertises complémentaires sur la biologie des Anopheles et des Aedes, sur la manipulation génétique des moustiques et sur l’infection de moustiques avec des pathogènes humains. Le projet a pour double objectif d’optimiser le forçage génétique et de répondre à certaines des questions et inquiétudes soulevées par ce domaine de recherche. Nous espérons qu’il stimulera la mise au point d’approches de lutte antivectorielle alternatives aux insecticides, dont l’usage atteint ses limites.