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Des champignons modifiés pourraient aider à lutter contre le paludisme

Crédits : Brian Lovett - University of Maryland

Le paludisme tue près d’un demi-million de personnes chaque année selon l’Organisation mondiale de la Santé. Dans certaines des zones les plus touchées de l’Afrique subsaharienne, les moustiques qui portent le paludisme sont devenus résistants aux insecticides chimiques modernes, compliquant la lutte contre la maladie.

Une nouvelle étude menée par l’Université du Maryland et certains scientifiques du Burkina Faso, de Chine et d’Australie et publiée sur le site des Instituts Nationaux de Santé américains suggère qu’un champignon génétiquement modifié pourrait s’avérer très efficace pour lutter contre les moustiques porteurs du paludisme.

« Nous signalons que nos souches de champignons les plus puissantes, conçues pour produire de multiples toxines, peuvent tuer les moustiques avec une seule spore », déclare Brian Lovett, du département d’entomologie de l’Université du Maryland. « Nous signalons également que nos champignons transgéniques empêchent les moustiques de s’alimenter avec du sang. Cela signifie que nos souches de champignons sont capables de prévenir la transmission de la maladie pour plus de 90 % des moustiques après seulement 5 jours. »

Les chercheurs ont utilisé le champignon Metarhizium pingshaensei qui est un tueur naturel de moustiques et il est notamment spécifique aux espèces de moustiques porteurs de maladies (paludisme, dengue, chikungunya), y compris Anopheles gambia et Aedes aegypti. Lorsque les spores du champignon entrent en contact avec le corps d’un moustique, ils germent et pénètrent l’exosquelette de l’insecte, finissant par le tuer de l’intérieur.

Moustique femelle Anopheles gambiae morte, dans le champignon modifié Metarhizium pingshaense. Une protéine fluorescente verte est conçue pour identifier l’efficacité des toxines sur l’insecte/Crédits : Brian Lovett – University of Maryland

En soi, cependant, le champignon nécessite des doses de spores assez élevées et une grande quantité de temps pour avoir des effets létaux. Pour stimuler le pouvoir mortel du champignon, les chercheurs ont conçu le champignon avec plusieurs gènes, qui produisent les neurotoxines avec du venin d’araignée et de scorpion en combinaison avec d’autres toxines. Les toxines agissent en bloquant les canaux de calcium, de potassium et/ou de sodium requis pour la transmission des impulsions nerveuses.

Les chercheurs ont ensuite testé les souches de champignons manipulées sur des moustiques capturés au Burkina Faso et résistants aux insecticides. Chaque souche artificielle a tué les moustiques plus rapidement et plus efficacement que les champignons non altérés. Mais la souche la plus efficace a employé une combinaison de deux toxines, une dérivée du scorpion du désert nord-africain Androctonus australis et une autre dérivée de l’araignée des Montagnes Bleues (Australie) Hadronyche versuta. Le venin de scorpion bloque les canaux de sodium, tandis que le venin de l’araignée bloque les canaux de potassium et de calcium.

« L’OMS a identifié la résistance aux insecticides comme une menace majeure pour un contrôle efficace des moustiques, non seulement pour le paludisme, mais aussi pour un certain nombre de maladies transmises par les moustiques comme la dengue, la fièvre jaune, l’encéphalite virale et la filariose », a déclaré Raymond St Leger, professeur à l’Université de Maryland et chercheur au département d’entomologie. « Contrairement aux insecticides chimiques qui ne visent que les canaux de sodium, de nombreuses toxines d’araignées et de scorpions frappent les canaux ioniques de calcium et de potassium du système nerveux, de sorte que les insectes n’aient pas de résistance préexistante ».

Ici un autre moustique mort grâce aux toxines/Crédits : University of Maryland – Brian Lovett

Lorsque Lovett, St Leger et leurs collègues ont inséré les gènes de toxines dans le champignon, ils ont inclus un dispositif de sécurité supplémentaire : un « commutateur » génétique qui garantit que les gènes de la toxine ne peuvent être activés que dans le sang d’insectes. En conséquence, le champignon ne libère pas de toxines dans l’environnement.

Afin de garantir la sécurité des espèces d’insectes non ciblées, les chercheurs ont également testé les souches de champignons sur les abeilles. En travaillant au Burkina Faso, l’équipe a délibérément infecté les abeilles locales en utilisant à la fois des méthodes passives (exposant les abeilles aux tissus enduits de spores) et des méthodes directes (pulvérisation des abeilles avec des spores suspendues en liquide). Après deux semaines, aucune abeille n’est morte avec les toxines du champignon. Il est aussi sans danger pour l’Homme.

« Les toxines que nous utilisons sont puissantes, mais totalement spécifiques aux insectes. Elles ne sont expulsées que par le champignon dans un insecte. En outre, le champignon ne fait rien pour les abeilles et autres espèces bénéfiques », a déclaré St Leger. « Nous avons donc plusieurs couches différentes de biosécurité en action ».

Encouragés par les résultats de l’étude en cours, les chercheurs envisagent d’étendre leur régime de test sur le terrain au Burkina Faso. À l’heure actuelle, l’équipe teste les spores sur les moustiques contenus dans une enceinte sur mesure qui ressemble à une serre, avec des murs en filet au lieu de verre. Les chercheurs testent également le champignon sur les espèces d’insectes qui sont étroitement liées aux moustiques, tels que les moucherons et les moustiques des Highlands afin de s’assurer que le champignon est totalement sécurisé pour les insectes non ciblés. L’équipe espère déployer les spores sur le terrain, sur les populations de moustiques sauvages.