Ministère de la Santé, du Planning

Familial et de la Protection Sociale

Madagascar

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Familial et de la Protection Sociale

Madagascar

Anophèles transgéniques dans la lutte contre le paludisme: est-ce

réaliste?

DRAME Papa Makhtar

Etudiant-Chercheur,Centre IRD de Dakar, SENEGAL

EVALUATION

par les FACILITATEURS

2

Introduction

Les mesures actuelles de lutte contre le vecteur visant à rompre la transmission:

Pulvérisation d’insecticides

Mais incidence, morbidité et mortalité palustres augmentent dans de nombreux pays endémiques ces dernières années

Lutte anti-larves (poissons larvivores ou bactéries pathogènes)

Usage des moustiquaires imprégnées insecticides et répulsifs

3

Limites socio-économiques et éthiques

Nécessité de nouvelles approches de lutte contrela transmission par le vecteur

� Contre le DDT et la dieldrine années 60 et 70

� Contre les insecticides de nouvelle génération: pyréthrinoïdes

� Résistance croisée DDT et pyréthrinoïdes

� Pas d’alternative au DDT et pyréthrinoïdes

Résistance du vecteur aux insecticides

� En Afrique 15% des enfants - 5 ans dorment sous moustiquaires

� - 2% utilisent des moustiquaires imprégnées d’insecticide

Résistances aux médicaments

Vaccin tarde à venir

Introduction (2)

4

Les moustiques transgéniques (MT)

Naissance du concept: (Boete, 2006)

- Rubin et Spradling (1982): modification génétique de Drosophila grâce à un P-élément.

- début années 90 (Tucson, Arizona-USA): Conférence «Prospects for malaria control

by genetic manipulation of its vectors»

- 1 programme de développement de moustiques génétiquement modifiés sur 20ans

Objectif:

Remplacer les populations de moustiques vectrices par des populations non

vectrices afin de stopper la transmission

Définition:

Organisme dans lequel a été inséré un nouveau gène ou dont

l’expression d’un gène a été modifiée

5

Principes

� ciblent différents stades du cycle vital du parasite et du moustique:

- Rendre les moustiques stériles pour contrôler les moustiques normaux

- Rendre le moustique inapte à la transmission:

Bloquer passage du parasite dans l’intestin après repas de sang

Empêcher le passage du Plasmodium du tube digestif aux glandes salivaires

� La connaissance des moustiques et parasites permet

- Identifier et développer des gènes promoteurs

- Identifier les gènes récepteurs d’un pathogène

6

Cycle de Plasmodium chez le moustique

Réduction transmission

(Riehle et al, 2003)

Principes (2)

7

Principes (3)

(Habeck et al., 2001)

Peptide anti-

malarique

8

Moustiques paratransgéniques

� Manipulation génétique bactéries symbiotiques ou commensales des moustiques

hôtes afin de modifier la transmission des pathogènes

(Yoshida et al., 2001)

Effet d’une recombinante de E. coli, exprimant le gène 13.1 scFv-Shiva-1 (single-chainantibody fragment virus) sur le développement sporogonique

Résultats (1)

9

Résultats (2)

� Différentes études ; transformation de plusieurs espèces

moustiques: An. gambiae,An. stephensi...

Chronologie des moustiques transgéniques

(Moreira et al, 2002b)

10

�Découverte de la PLA2 (Phospolipase A2):

- protéine de l’épithélium du tube digestif des moustiques.

- An.stephensi transgénique est capable d’exprimer le gène PLA2

- blocage développement du parasite dans des moustiques

(Moreira et al, 2002a)

� Découverte de SM1 (Salivary-gland & Midgut-binding peptid-1):

- Peptide qui se lie exclusivement aux cellules de l’estomac

et des glandes salivaires du moustique.

- Le gène SM1 produit par An.stephensi transgénique: pas de

contamination par les parasites

(Ito et al, 2002)

Résultats (2, suite)

�Découverte de la PLA2 (Phospolipase A2):

- protéine de l’épithélium du tube digestif des moustiques.

- An.stephensi transgénique est capable d’exprimer le gène PLA2

- blocage développement du parasite dans des moustiques

(Moreira et al, 2002a)

� Découverte de SM1 (Salivary-gland & Midgut-binding peptid-1):

- Peptide qui se lie exclusivement aux cellules de l’estomac

et des glandes salivaires du moustique.

- Le gène SM1 produit par An.stephensi transgénique: pas de

contamination par les parasites

(Ito et al, 2002)

11 (Ito et al, 2002)

Diagramme schématique de la construction plasmodique AgCP[SM1]

Résultats (2, suite)

12

Inhibition de la formation des oocystes dans le MT par le SM1

(Ito et al, 2002)

Inhibition de la formation des sporozoîtes dans le MT par le SM1

81,6

Résultats (3)

13

Inhibition de la formation des oocystes dans le MT par la PLA2

Inhibition de la formation des sporozoîtes dans le MT par la PLA2

(Moreira et al, 2002a)

Résultats (3, suite)

14

Model d’interférence entre parasite et hôte

SM1 bloque les récepteurs de l’ookinète et des sporozoites

(Ghosh et al, 2001)

15

(Catteruccia et al, 2000)

Capacité des MT à survivre et à se reproduire (la «Fitness»)?

Croisement MT et MN de même souche

� MT capables de transférer le gène de résistance au MNdonner individus hétéro et homogygotes

Ind hétérogygotes:

- même fluorescence que les homogygotes (Ito et al, 2002)

- assurent la transposition du gène (Marelli et al, 2006)

Résultats (4)

16

Fécondité de MT et MS piquant des souris infectés par P. berghei

Mortalité de MT et MS piquant des souris infectés par P. berghei

(Marrelli et al, 2007)

Résultats (4, suite)

MT partiellement résistant à P.

berghei: meilleure fitness que les MN sensibles

Fitness of refractoriness (suite)

P= 0,99P= 0,027

17

Conclusions

Nouvelles approches dans la lutte antipaludique car réduction de la

transmission

Un excellent outil de laboratoire permettant de caractériser des gènes

d’intérêt.

Les applications de ces recherches peuvent servir à:

- l’utilisation rationnelle des insecticides,

- la mise au points des nouveaux répulsifs anti-moustiques

- la recherche des médicaments

- et peut être de vaccin.

L’utilisation des MT constitue:

18

Quelle est l’efficacité de ces gènes en milieu naturel?

(Boete et Koella, 2003)

Comment se fera l’évolution de MT dans le milieu naturel?

Comportement des MT dans l’environnement non étudié?

(Lambrechts et al, 2006 & 2008)

Acceptabilité par les populations, questions socio-éthiques

(Knols et al, 2007)

Vecteurs d’autres maladies parasitaires ou virales?

Origine des parasites résistants?

Mais résultats obtenus uniquement au labo:

Conclusions (2)

19

1- Boete C & Koella JC. Evolutionary ideas about genetically manipulated mosquitoes and malaria Control.

TRENDS in Parasitology Vol.19 No.1 January 2003.

2- Catteruccia F, Nolan T, Loukeris TG, Blass C, Savakis C. Kafatos FC & Crisanti A., 2000. Stable germline

transformation of the malaria mosquito Anopheles stephensi. Nature 405, 959–962.

3- Ghosh AK, Moreira LA & Jacobs-Lorena M. Plasmodium–mosquito interactions, phage display libraries and

transgenic mosquitoes impaired for malaria transmission. Insect Biochemistry and Molecular Biology 32 (2002) 1325–1331.

4- Habeck M. Transgenic mosquitoes to control malaria. THE LANCET Infectious Diseases Vol 1 November 2001

5- Hurd H. Nature or nurture in mosquito resistance to malaria? TRENDS in Parasitology, 2007; 2 (4)

6- Ito, J., Ghosh, A., Moreira, L. A., Wimmer, E. A. and Jacobs-Lorena, M. (2002). Transgenic anopheline

mosquitoes impaired in transmission of a malaria parasite. Nature 417, 452-455.

7- Knols BGJ, Bossin HC, Mukabana WR & Robinson AS. Transgenic Mosquitoes and the Fight Against Malaria: Managing Technology Push in a Turbulent GMO World. Am. J. Trop. Med. Hyg., 77(Suppl 6), 2007, pp. 232–242.

8- Lambrechts L. et al. (2006) Environmental influence on the genetic basis of mosquito resistance to malaria

parasites. Proc. Biol. Sci. 273, 1501–1506

9- Lambrechts L, Koella JC & Boete C. Can transgenic mosquitoes afford the fitness cost? TRENDS in Parasitology,

2008; 24 (1).

10- Marrelli MT, Li C, Rasgon JL & Marcelo Jacobs-Lorena. Transgenic malaria-resistant mosquitoes have a fitness

advantage when feeding on Plasmodium-infected blood. Edited by Anthony A. James, University of California,

February 21, 2007.

Références Bibliographiques

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11- Marrelli MT, Moreira CK, Kelly D, Alphey L & Jacobs-Lorena M. Mosquito transgenesis: what is the fitness cost?

TRENDS in Parasitology Vol.22 No.5 May 2006

12- Michael A. Riehle, Prakash Srinivasan, Cristina K. Moreira and Marcelo Jacobs-Lorena. Towards genetic

manipulation of wild mosquito populations to combat malaria: advances and challenges. 2003.

Journal of Experimental Biology 206, 3809-3816

13- Moreira, L. A., Ito, J., Ghosh, A., Devenport, M., Zieler, H., Abraham, E.G., Crisanti, A., Nolan, T., Catteruccia, F. and Jacobs-Lorena, M. (2002 a). Bee venom phospholipase inhibits malaria parasite development in transgenic

mosquitoes. J. Biol. Chem. 277, 40839-40843.

14- Moreira LA, Ghosh AK, Abraham EG, Jacobs-Lorena M. (2002b). Genetic transformation of mosquitoes: a quest for

malaria control. International Journal for Parasitology 32 (2002) 1599–1605

15- Riehle MA, Srinivasan P, Moreira CK & Jacobs-Lorena M. 2003 Towards genetic manipulation of wild mosquito

populations to combat malaria: advances and challenges. Journal of Experimental Biology 206, 3809-3816

16- Yoshida, S., Ioka, D., Matsuoka, H., Endo, H. and Ishii, A. (2001). Bacteria expressing single-chain immunotoxin inhibit

malaria parasite development in mosquitoes. Mol. Biochem. Parasitol. 113, 89-96.

Références Bibliographiques

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