Lutter contre la malaria

Les moustiques sont les animaux les plus mortels sur terre. Ils ont fait plus de victimes que toutes les guerres et les épidémies réunies. En effet, ils propagent des maladies invalidantes comme la malaria (ou paludisme), qui touche plus de 200 millions de personnes chaque année. Malgré un effort considérable pour lutter contre cette maladie au cours des deux dernières décennies, il est peu probable que nous éradiquions complètement le paludisme sans de nouvelles actions. Les scientifiques se tournent maintenant vers les outils du génie génétique pour trouver de nouvelles solutions.

La malaria est causée par un parasite, Plasmodium falciparum, qui a besoin de se développer à la fois chez l'homme et le moustique pour survivre. Si le développement du parasite dans le moustique est rendu impossible, nous pourrions stopper la propagation du paludisme. Les progrès récents du génie génétique ont rendu cela possible en introduisant dans le moustique de nouveaux caractères qui affectent sa propre survie, ou sa capacité à porter le parasite. Le problème n'est plus le processus d'ingénierie, mais la façon de répandre cette modification dans les moustiques sauvages.

Pour expliquer le problème, il faut considérer ce qui arrive à une modification génétique au fil du temps. Toute modification que nous apportons à un chromosome de moustique est héréditaire comme n'importe quel autre gène. Tout comme nous, les moustiques contiennent deux copies de chaque chromosome et chacun de leurs descendants n'hérite que d'une seule des deux copies. Si quelques moustiques modifiés génétiquement étaient relâchés dans la nature, cette modification ne se répandrait pas parce qu'elle ne serait transmise qu’à la moitié de la progéniture.

En 2003, le professeur Austin Burt a proposé une méthode prometteuse pour surmonter ce problème en utilisant ce qu'on appelle le "forçage génétique". Il s’agit de modifications génétiques qui peuvent se propager à travers une population entière en biaisant leur propre hérédité. Cela signifie que de telles modifications l'emporteront sur les lois classiques d’hérédité mendélienne. Ce mécanisme est également appelé "Super-Mendélien". En augmentant les chances de transmission, cette technique permet de garantir qu’avec le temps un nombre croissant de moustiques auront acquis la modification.

En nous inspirant de la théorie originale de Burt, nous avons utilisé une paire de ciseaux moléculaires appelés "CRISPR" pour concevoir des gènes capables de forcer leur transmission à travers un mécanisme de copier-coller. Un de ces gènes, édité avec CRISPR, a été inséré dans une région spécifique à l'intérieur d'un chromosome du moustique Anopheles gambiae et programmé pour couper son chromosome partenaire non modifié. Lorsque le chromosome cassé est endommagé, il se répare aussi précisément que possible en utilisant le chromosome partenaire modifié comme modèle, mais en le faisant, il copie involontairement le gène qui a été édité. De cette façon, peu importe laquelle des deux copies chromosomiques est héritée parce que le gène modifié est présent sur les deux. étonnamment, nous avons vu que nos moustiques passeurs de gènes ont transmis la modification à plus de 99% de leur progéniture !

Dans notre laboratoire, nous avons conçu trois gènes différents capables de rendre les moustiques stériles par cette technique de « forçage ». Cela semble bizarre, car il ne devrait pas être possible de répandre les allèles modifiés si les moustiques sont incapables de produire des descendants, non ? Nous y sommes parvenus en programmant les gènes pour qu'ils n'affectent que les moustiques femelles et seulement lorsque les deux parents ont été modifiés. Ainsi, la modification génétique n'a pas d'effet néfaste lorsqu'un seul des parents est porteur, ce qui lui permet de se propager lorsque les moustiques modifiés s'accouplent à ceux qui vivent dans la nature. Pour vérifier cette hypothèse, les moustiques porteurs de l'un des trois gènes ont été relâchés dans une cage de moustiques non modifiés et leur reproduction a été suivie au fil du temps. A chaque génération, de plus en plus de moustiques étaient porteurs de la modification, montrant pour la première fois qu'un gène peut être conçu pour envahir la population naturelle d'insectes dangereux.

Si les moustiques porteurs de cette modification génétique sont relâchés dans la nature, on estime qu'ils pourraient se propager dans toute une population en l'espace de 20 à 30 générations. Comme les moustiques se reproduisent très rapidement, cela pourrait ne prendre que quelques années en partant d’un petit nombre d’insectes libérés. Le gène modifié s’insérant dans un nombre croissant de moustiques, l'accouplement entre deux porteurs de la modification deviendra de plus en plus fréquent et entraînera l’apparition de moustiques femelles stériles. Cela entraînera un effondrement de la population et réduira potentiellement le nombre de moustiques à l’origine de piqûres, en deçà du seuil critique nécessaire pour favoriser la transmission continue du paludisme.

Un problème crucial pour lutter contre la malaria est de fournir des interventions efficaces à ceux qui en ont le plus besoin. Avec la technique de forçage génétique, les moustiques font eux-mêmes le travail. Cette intervention autosuffisante, spécifique aux espèces et effective à long terme pourrait être utilisée pour renforcer les stratégies de lutte actuelles comme les moustiquaires, les insecticides et les vaccins en développement. Le forçage génétique est peut-être la dernière intervention nécessaire pour faire basculer la lutte contre le paludisme en notre faveur. Nous voulons faire du paludisme une maladie du passé.

Traduit par TranslationBunny, Bunny Inc.