Réduire les populations de moustiques

Publié par Adrien le 22/04/2020 à 09:00
Source: CEA

(c) Sinhyu
Des chercheurs de l'Irig ont élucidé la cascade d'activation de l'une des 4 toxines de Bacillus thuringiensis qui ciblent spécifiquement les larves de moustiques pour les empêcher de devenir des vecteurs de maladies ravageuses.

En transmettant virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Les virus existent sous une forme extracellulaire ou intracellulaire. Sous la...), bactéries et parasites responsables de maladies telles que le paludisme (Le paludisme (du latin paludis, « marais »), aussi appelé malaria (de l'italien mal'aria, « mauvais air »), est une maladie infectieuse due à un parasite du genre Plasmodium, propagée par la...), la dengue (La dengue (prononcer /dɛ̃g/, « dingue »), anciennement appelée « grippe tropicale », « fièvre rouge» ou « petit palu », est...) ou encore le chikungunya (Le chikungunya (en abrégé le chik) , est une maladie infectieuse tropicale, due à un arbovirus (noté CHIKV, pour chikungunya virus), un Alphavirus de la famille des Togaviridae, transmise par des moustiques du...), le moustique est l'un des organismes les plus néfastes à la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) humaine. Pour en réduire les populations, la plupart des pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas...) utilisent des insecticides chimiques qui non seulement génèrent des résistances mais sont également toxiques pour de nombreux animaux à sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le plasma est la substance fondamentale et est présent chez la plupart des animaux. Un humain adulte est...) froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) comme les abeilles, les crustacés (Les crustacés (Crustacea) sont des arthropodes, c'est-à-dire des animaux dont le corps est revêtu d’un exosquelette chitinoprotéique appelé...) et les poissons (Les Poissons sont une constellation du zodiaque traversée par le Soleil du 12 mars au 18 avril. Dans l'ordre du zodiaque, elle se situe entre le Verseau à l'ouest et le Bélier à l'est. Bien...). Comment réduire les populations de moustiques sans impacter l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à...), ni induire de résistance ?

C'est là qu'intervient Bacillus thuringiensis (Bacillus thuringiensis (abrégé en Bt) est un bacille Gram positif, aérobie et sporulé. On le retrouve dans pratiquement tous les sols, l'eau, l'air et le feuillage des végétaux. Il fait partie d'un groupe de six...) (souvent abrégé en Bt), une espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la systématique. L'espèce est un concept flou dont il existe une...) de bactérie (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart...) utilisée pour ses propriétés insecticides. Bt désigne également de façon générique les molécules pesticides parfois dénommées thuringiensines, qui sont les toxines produites par cette bactérie. Bacillus thuringiensis israelensis (Bti) produit quatre toxines sous forme de nano-cristaux qui ciblent spécifiquement les larves de moustiques. À la suite de l'ingestion de ces cristaux par les larves du moustique, ceux-ci se dissolvent en effet dans leur intestin (L'intestin est la partie du système digestif qui s'étend de la sortie de l'estomac à l'anus. Chez les humains et la plupart des mammifères, il est divisé en deux...) et s'oligomérisent dans les membranes des cellules intestinales sous l'action d'enzymes (des protoxines digestives). Il en résulte une perforation de l'intestin de la larve (La larve est le premier stade de développement de l'individu après l'éclosion de l'œuf ou la naissance chez un grand nombre d'espèces animales, ayant un développement...) qui entraîne sa mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général, incluant par...).

Des chercheurs de l'Irig, menant un consortium de 11 laboratoires, se sont focalisés sur Cyt1Aa, l'une de ces 4 toxines. Cyt1Aa est une toxine (Une toxine est une substance toxique pour un ou plusieurs organismes vivants. Le Petit Larousse de 2009, toutefois, définit la toxine comme une « substance toxique...) spécifique, capable d'interagir directement avec les membranes des cellules intestinales de moustique, et pour laquelle aucune résistance n'a à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel....) été observée dans les zones traitées au Bti. En combinant plusieurs approches de biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire naturelle...) structurale, de biologie moléculaire (La biologie moléculaire (parfois abrégée bio mol ou BM) est une discipline scientifique au croisement de la génétique, de la biochimie et de la physique, dont l'objet est la...), de biochimie (La biochimie est la discipline scientifique qui étudie les réactions chimiques ayant lieu au sein des cellules.), biophysique (La biophysique est une discipline à l'interface de la physique et la biologie où les outils d'observations des phénomènes physiques sont appliqués aux...) et de toxicologie (La toxicologie est la science étudiant), les chercheurs ont élucidé la cascade d'activation (Activation peut faire référence à :) de Cyt1Aa, depuis sa cristallisation au sein de la bactérie jusqu'à l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) toxique chez l'insecte (Les insectes (Insecta) font partie du sous-embranchement des hexapodes, elle-même incluse dans l'embranchement des arthropodes mais dans un sous-groupe : les mandibulates. On connaît un insecte marin, la punaise Halobates...).

En permettant une compréhension fine des mécanismes de cristallisation de Cyt1Aa et son devenir dans le tractus digestif des moustiques, ces travaux ouvrent la voie à une adaptation rationnelle des propriétés de cette toxine naturelle avec comme perspectives l'extension de son spectre d'action, l'augmentation de sa toxicité (La toxicité (du grec τοξικότητα toxikótêta) est la mesure de la capacité d’une substance à provoquer des...) et la réduction des coûts de production, autorisant alors une utilisation large de cet anti-moustique sans danger pour l'environnement.

Références:
Serial femtosecond crystallography on in vivo-grown crystals drives elucidation of mosquitocidal Cyt1Aa bioactivation cascade | Nature communications
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