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Un champignon enrichi du venin d’un scorpion et d’une araignée pour combattre le paludisme

19 Juin 2017 | 1 commentaire

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En matière de lutte contre le paludisme, les chercheurs ont non seulement besoin d’arrêter les propagateurs de la maladie, mais ils doivent également s’assurer que leurs solutions ne nuisent qu’aux moustiques porteurs de maladies et non au reste de l’environnement. Un nouveau champignon dopé de l’université du Maryland (Etats-Unis) promet de faire exactement cela.

Le champignon, Metarhizium pingshaensei est un tueur naturel des moustiques porteurs de maladies, comme l’Anopheles gambiae et l’Aedes aegypti.

Le champignon infecte l’insecte via des spores. Une spore atterrit sur la surface de l’insecte et si la chimie et la topographie de la cuticule conviennent au champignon, elle germera et produira un tube germinal court qui gonfle pour produire une structure infectieuse. Celle-ci se développe alors à l’intérieur et à travers la cuticule, dans le sang des insectes. Là, le champignon change de forme et se disperse à travers l’insecte.

Dans la nature cependant, il faut une bonne quantité de spores pour abattre un moustique. Ainsi, les chercheurs de l’UM, avec leurs collègues du Burkina Faso, de Chine et d’Australie, ont génétiquement modifié le champignon pour exprimer les toxines du scorpion du désert nord-africain et une autre dérivée d’araignées à toile-entonnoir (Atracinae).

Le “super champignon” résultant était assez fort pour tuer un moustique avec une seule spore. De plus, le champignon se répand naturellement.

Une fois que l’insecte est tué, le champignon se développe à travers la cuticule du cadavre et produit des spores sur la surface de l’insecte qui sont alors disponible pour infecter la prochaine génération d’insectes.

Le champignon modifié fonctionne parce que la toxine de scorpion bloque les canaux chimiques de sodium de l’insecte (canaux ioniques), tandis que la toxine de l’araignée arrête les canaux de potassium et de calcium. Dans les tests, le champignon a également empêché les moustiques de se nourrir de sang. Ah ! et les spores ont également été conçues pour émettre une protéine fluorescente verte, afin que les chercheurs puissent suivre l’efficacité de leur approche (image d’entête).

Image d’entête : Une femelle moustique Anopheles gambiae tuée par le champignon Metarhizium pingshaensei modifié. Le champignon est également conçu pour exprimer une protéine fluorescente verte afin de permettre d’identifier facilement les structures fongiques productrices de toxines. (Brian Lovett)

Les chercheurs déclarent que, entre la capacité des champignons à tuer les moustiques et à les empêcher de se nourrir, ils ont pu prévenir la transmission du paludisme de 90% en cinq jours.

Encore plus impressionnant, les ingénieurs ont modifié les spores pour qu’ils n’expriment les toxines qu’une fois dans le sang du moustique, de sorte qu’il n’y avait aucune chance qu’elles s’échappent dans l’environnement. En outre, ils ont également montré que le champignon était inoffensif pour les abeilles, en les exposant aux spores. Deux semaines plus tard, aucune abeille n’était morte. De même, le champignon n’a eu aucun effet sur les insectes étroitement liés aux moustiques tels que les moustiques des Highlands et les moucherons.

Selon Raymond St Leger, un professeur au département d’entomologie de l’université du Maryland et principal auteur de l’étude :

Les toxines que nous utilisons sont puissantes, mais totalement spécifiques aux insectes. Elles ne sont exprimées que par le champignon dans un insecte. De plus, le champignon ne fait rien aux abeilles et à d’autres espèces bénéfiques. Nous avons donc plusieurs couches de biosécurité différentes à l’œuvre.

Dans les tests, le champignon enrichi en toxine a même tué les moustiques résistants aux insecticides.

Selon St. Leger :

L’OMS a identifié la résistance aux insecticides comme une menace majeure pour le contrôle efficace des moustiques, non seulement pour le paludisme, mais aussi pour un certain nombre de maladies transmises par les moustiques comme la dengue, la fièvre jaune, l’encéphalite virale et la filariose. Contrairement aux insecticides chimiques qui ne visent que les canaux de sodium, de nombreuses toxines d’araignées et de scorpions frappent les canaux ioniques de calcium et de potassium du système nerveux, de sorte que les insectes n’ont pas de résistance préexistante.

La prochaine étape pour les chercheurs est d’étendre leurs tests au Burkina Faso. Leur espoir est de déployer les spores sur le terrain. Si cela s’avérait efficace, le champignon toxique pourrait se joindre à d’autres mesures de lutte contre le paludisme, comme par l’utilisation d’une protéine synthétique pour guérir les humains infectés, d’utiliser un vaccin pour prévenir l’infection et de modifier génétiquement les moustiques pour qu’ils développent une résistance au parasite du paludisme.

L’étude publiée dans Scientific Reports : Improved efficacy of an arthropod toxin expressing fungus against insecticide-resistant malaria-vector mosquitoes et  présenté sur le site de l’université du Maryland : Mosquito-killing Fungi Engineered with Spider and Scorpion Toxins Could Help Fight Malaria.

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