Des moustiques et des hommes

À Strasbourg, l’insectarium du laboratoire Moustiques est flambant neuf. Inauguré en 2018, il accueille une dizaine de scientifiques… et des milliers de moustiques.

Un reportage à retrouver dans le magazine de l'Inserm n°43

Les principaux pensionnaires de l'insectarium de Strasbourg sont des moustiques du genre Anopheles, connu pour être le vecteur de Plasmodium, un ensemble de parasites à l’origine du paludisme. Cette maladie, une des "trois grandes tueuses", aux côtés du sida et de la tuberculose, a affecté pas moins de 219 millions de personnes et tué 435 000 malades en 2017, notamment en Afrique subsaharienne. L’insectarium héberge également des colonies d’Aedes, vecteur des virus de la dengue, Zika et Chikungunya. Ces moustiques ne sont pas de simples seringues volantes, offrant des parasites ou des virus aux humains en échange d’un repas de sang. "Ils combattent aussi les pathogènes, explique Stéphanie Blandin, directrice de l’équipe Réponses immunitaires chez les moustiques*. Grâce à leurs particularités génétiques, certains sont capables de bloquer le développement des pathogènes dès le début de l’infection. Ainsi, lors du repas suivant, ils ne transmettent pas la maladie". Ces capacités de neutralisation des pathogènes intéressent les spécialistes strasbourgeois. "L’idée est d’étudier quels gènes sont impliqués dans la résistance ou la sensibilité parasitaire chez les anophèles, et dans la réponse antivirale des Aedes. Une fois ces gènes identifiés, nous mettons au point des outils permettant de modifier génétiquement les moustiques – on parle de transgénèse – pour comprendre comment ceux-ci interagissent avec les pathogènes en fonction de leur bagage génétique", poursuit la chercheuse. À terme, on peut envisager la production de moustiques incapables de transmettre la maladie aux humains, et que l’on lâcherait dans la nature afin de supplanter les moustiques infectieux. Cette approche, encore jamais testée grandeur nature, devra avant tout montrer qu’elle est aussi efficace qu’inoffensive.

  • Observée à la loupe binoculaire, cette larve de moustique apparaît fluorescente : c’est la preuve que c’est un spécimen transgénique, car lors de l’insertion ou de la suppression d’un gène dans son génome, elle a aussi reçu un gène codant pour une protéine fluorescente. Celle-ci peut être rouge, verte ou bleue – une différence qui permet aux chercheurs de classer les individus suivant la modification génétique qu’ils ont subie.
    © Inserm/François Guénet
  • Éric Marois, chargé de recherche, aux côtés de Stéphanie Blandin, qui dirige l’équipe Réponses immunitaires chez les moustiques du laboratoire strasbourgeois. Ces chercheurs travaillent depuis 2006 sur la réponse antiparasitaire d’Anopheles gambiae, un des moustiques vecteurs du paludisme.
    © Inserm/François Guénet
  • L’élevage des anophèles est au cœur du travail du laboratoire. Nathalie Schallon, technicienne, porte une des cages contenant les moustiques adultes. Ceux-ci sont élevés dans des chambres climatiques maintenues à 26-27°C avec une humidité de 75% reproduisant les conditions naturelles des zones intertropicales où ils vivent habituellement.
    © Inserm/François Guénet
  • Des moustiques "sauvages", au bagage génétique intact, sont élevés dans les mêmes boîtes que les moustiques transgéniques afin que tous se développent dans les mêmes conditions de chaleur, d’humidité et d’alimentation – permettant ainsi aux chercheurs d’éliminer l’influence éventuelle de ces facteurs lorsqu’ils étudient la résistance des anophèles aux parasites.
    © Inserm/François Guénet
  • Différents stades de développement des anophèles sont utiles aux chercheurs. Ce sont par exemple sur les œufs (à gauche) qu’ils pratiquent la transgénèse, insérant ou supprimant certains gènes. Les moustiques adultes (à droite) sont eux utilisés pour étudier la façon dont ils réagissent à une infection parasitaire ou virale transmise lors d’un repas de sang.
    © Inserm/François Guénet
  • Lors des manipulations des boîtes d’élevage dans les chambres climatiques ou sur les paillasses, il arrive que certains moustiques s’échappent. Ils ne vont pas loin : ils sont immédiatement « aspirés » ! Point de risque de transmission de maladie cependant : les moustiques, ici, ne sont pas infectés. Lorsqu’ils le seront, ce sera dans une salle spéciale, équipée de boîtes à gants desquelles il est impossible qu’ils s’évadent.
    © Inserm/François Guénet
  • Antinea Babarit, doctorante, aligne les œufs de moustiques sous la loupe binoculaire grâce à un pinceau adapté. Cette manipulation permet d’injecter de l’ADN dans les œufs. Objectif : créer une descendance d’individus génétiquement modifiés.
    © Inserm/François Guénet
  • La micropipette est l’outil de la transgènese. Sous la loupe binoculaire, elle permet d’injecter le transgène dans les œufs de moustiques sauvages, qui donneront alors des descendants transgéniques. Autre "outil" indispensable : CRISPR-Cas9, un complexe de protéine et d’ARN agissant comme un ciseau et capable de couper la molécule d’ADN avec laquelle elle est mise en contact. C’est dans le "trou" laissé par ce ciseau moléculaire que sera inséré le nouveau gène.
    © Inserm/François Guénet
  • Cet agrandissement à l’écran montre le moment où la transgénèse est réalisée : dans un œuf est injecté l’ADN recombinant, qui comprend le gène d’intérêt mais aussi d’autres séquences génétiques, permettant par exemple de réguler la future expression de ce gène ou d’exprimer une protéine fluorescente. Cet ADN va s’insérer dans le noyau d’une cellule de la région caudale. Cette dernière contient les cellules germinales, qui seront transmises aux générations suivantes, permettant ainsi la création de lignées transgéniques.
    © Inserm/François Guénet
  • Comme les moustiques "sauvages" et leurs "homologues transgéniques" sont élevés ensemble, il faut pouvoir les trier avant de mener des expériences sur leur résistance aux parasites. Emily Green, doctorante, utilise un cytomètre en flux, autrement dit une trieuse, capable de différencier les larves de moustiques suivant la présence, la couleur et l’intensité de leur fluorescence.
    © Inserm/François Guénet
  • À l’écran, la scientifique calibre quel type de larves elle souhaite identifier : pour cette expérience, elle sélectionne les homozygotes transgéniques, soit les larves ayant deux allèles génétiquement modifiés identiques sur chaque chromosome. Elle sélectionnera ensuite les larves dites "négatives", qui sont de type sauvage.
    © Inserm/François Guénet
  • La recherche de larves de moustiques ayant été modifiées génétiquement peut aussi se faire manuellement, par l’observation des larves nageant dans une goutte d’eau avec une loupe binoculaire à fluorescence : l’application d’une source de lumière violette "révèle", par exemple, les larves exprimant une protéine fluorescente bleue.
    © Inserm/François Guénet

Note :
* unité 1257 Inserm/Université de Strasbourg/CNRS, Réponses immunitaires chez les moustiques, Institut de biologie moléculaire et cellulaire, Strasbourg