Can transgenic mosquitoes afford the fitness cost ? L. Lambrechts et al Online in 2007 Tazrart Anissa Master 1 UDV

Anopheles stephensi  Genre de moustique qui contient 460 espèces  Femelles = Vecteurs de pathologies  Paludisme, filariose lymphatique  Majorité au Moyen Orient et Asie du sud  Un accouplement dans leur existence  Stock dans spermathèque  Extraction pour féconder les œufs

Plasmodium berghei  Micro-organisme eucaryote unicellulaire 1 à 2 μm  Parasite intra cellulaire  hématies  Exprime une protéine fluorescente GFP  visualisation dans l’hôte  Agent du paludisme des rongeurs

Cycle parasitaire L’infection entraine : Douleurs abdominales, musculaires Hypotension Fortes poussées de fièvre Une anémie (destruction hématies infectées) Malcolm K Jones & Michael F Good

Rappel de notions de génétique Fitness (ω) = décrit la capacité d'un individu d'un certain génotype à se reproduire  mesure de la sélection naturelle Fixation = situation où la fréquence d’un allèle a atteint 100% dans une population. R0 = Nombre de reproduction d’un agent infectieux  Caractérise l’intensité de transmission  si R0 > 1 = la maladie persiste  si R0 < 1 = arrêt de transmission de la maladie

Définition Gene drive system = distorteur de ségrégation  répartition des allèles non mendélienne chez les hétérozygotes  empêchent la production des gamètes qui ne les contiennent pas.  se répandre dans les populations même s’ils sont délétères

Définition Gene drive efficacy = propension du distorteur à s’écarter ou s’approcher de l’hérédité Mendélienne  Tend vers 0  Hérédité Mendélienne 50/50  Tend vers 1  1 type d’allèle transmis

Intérêt et But de l’étude  Effet du transgène SM1 de l’anophèle sur sa fitness et l’influence du distorteur sur la fixation  Transgène SM1 = anti pathogène  permet d’inhiber le développement de Plasmodium berghei  confère une résistance  Fixation de l’allèle résistant ?  Santé publique  Contrôle du Paludisme par introduction des moustiques transgéniques

Méthodes Souche A. stephensi non transgénique Souche A.stephensi transgénique (RS ou RR) Nourris avec du sang de souris infectées par P.berghei pour produire des œufs Marrelli et al.2007 Comptage des moustiques issus des pontes GFP + (transgénique)GFP - (non transgénique) Modélisation de la dynamique du transgène et des conditions de propagations

Influence du gene drive sur la fréquence de l’allèle

Effet de la résistance sur la prévalence et la transmission

Evolution de la fréquence comparée à différentes hypothèses

Discussion Si efficacité de la résistance pas égale à 100%  faible impact sur la maladie  nécessaire à la fixation Gene drive  influence la fréquence de l’allèle  Permet la fixation malgré le coût Fitness hétérozygote > fitness homozygote Avantage évolutif pas suffisant pour la fixation.  coût de la fitness et distorteur déterminant

Les limites de l’étude Sous estimation de l’efficacité du system gene-drive car modèle basé sur condition de Marrelli et al :  Conditions plus favorables pour le transgène  Moustique ne trouve pas systématiquement d’hôte contaminé  Pas rencontré dans la nature Test en laboratoire donc nécessité de tester avec des combinaisons naturelles anophèle-Plasmodium  condition préalable pour faire une réelle conclusion sur le contrôle du paludisme

Conclusion Le transgène SM1 confère une résistance  avantage évolutif  Augmentation de sa fitness ( + fécondité, - mortalité) Mais pas de fixation de l’allèle ou peu probable car :  le bénéfice est contrecarré par le coût de l’homozygotie  empêche la fixation Au final coût > bénéfice Distorteur utilisé pour compenser, mais pas encore maîtrisé Toujours envisagé comme solution au problème du Paludisme mais une pièce du puzzle car dans ce contexte :  SM1 ne bloque pas P.falciparum  Bloque 80% de la transmission du parasite

Merci de votre attention