Mouche tsé-tsé (Glossina palpalis gambiensis) traitée avec de la poudre de marquage fluorescente rose

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Vectopôle : les insectes, priorité de santé

Updated 12.03.2019

Moustiques, tiques ou glossines… Ces petits insectes si communs véhiculent des pathogènes, responsables de maladies souvent mortelles. Pour mieux les combattre, les scientifiques travaillant au Vectopôle de l’IRD à Montpellier étudient le comportement des arthropodes?Embranchement du règne animal comprenant tous les animaux invertébrés à pattes articulées et dont le corps est formé de segments., infectés ou non par des pathogènes. Dans des laboratoires confinés, ils les élèvent, les testent et élaborent de nouveaux outils de lutte contre le paludisme, chikungunya ou la dengue. Reportage.

Dans les enceintes climatiques, chaque cage peut abriter jusqu'à 1 000 moustiques. Température (26°C), humidité (80 %), alternance jour/nuit (14h/10h) sont rigoureusement contrôlées.

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Éleveurs de moustiques

L’élevage d’insectes du Vectopôle de l’IRD peut produire jusqu’à 3 000 moustiques par jour en fonction des besoins des scientifiques. Deux genres sont élevés en masse, Anopheles et Aedes, chacun avec des souches sensibles ou, au contraire, résistantes aux insecticides. La souche la plus ancienne, « Kisumu », a été collectée puis mise en élevage au Kenya dans les années 1950.

Un moustique en plein repas de sang

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Les moustiques se nourrissent d’une solution d’eau additionnée de 10 % de miel. Les femelles reçoivent également deux repas de sang par semaine afin d’assurer leur reproduction : elles se gorgent alors à travers la cage sur des poches de sang maintenues à 37°C. Trois jours après ce repas, elles pondent chacune environ une centaine d’œufs qui seront récoltés. Chez les Anopheles, les œufs doivent être maintenus dans l’eau pour pouvoir éclore.

Les œufs d’Aedes sont pondus sur des papiers insérés dans un gobelet empli d’un fond d’eau.

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A contrario, les œufs d’Aedes peuvent être conservés trois mois sur des bandelettes de papier, chacune d’entre elles pouvant en contenir plus de 40 000. Leur élevage est ainsi moins contraignant : il suffit de transférer une partie des œufs dans un bac d’eau pour que des larves éclosent.

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Davy Jiolle, ingénieur d’études spécialisé en infections expérimentales, transfère des nymphes devenues adultes dans une cage.

Chaque bac contient en moyenne 400 larves qui se transforment ensuite en nymphes. Une fois passées au stade d’adultes, elles sont transférées dans des cages où leur durée de vie peut atteindre un mois. Pour éviter les contaminations, notamment entre les souches de moustiques sensibles aux insecticides et celles qui y sont résistantes, chacune dispose d’une pièce dédiée à son élevage.

Les croisements entre les différentes souches résistantes doivent être également empêchés afin de préserver leurs mécanismes spécifiques de résistance. Les bacs sont ainsi couverts par du plexiglas pour éviter la ponte d’un adulte d’une autre souche.

Le Vectopôle, des enjeux internationaux

Plateforme incontournable de la recherche sur les vecteurs, le Vectopôle de l’IRD est géré par l’UMR Maladies infectieuses et vecteurs : Écologie, génétique, évolution et contrôle (MIVEGEC). Sa dimension régionale est appuyée par son appartenance au laboratoire d’excellence CeMEB et au Vectopôle Sud, réseau montpelliérain de plateformes pour la recherche sur les arthropodes d’intérêt médical, vétérinaire et agricole. Mais sa portée est également nationale, en lien avec l’ANSES, européenne, avec le réseau Infravec et internationale, à travers sa collaboration avec l’Organisation mondiale de la Santé et les pays du Sud.

Des moustiques sont lâchés dans un olfactomètre pour tester leurs préférences olfactives.

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Ces insectes qui apprennent

Et si les moustiques étaient capables de modifier leur comportement face aux répulsifs ? Les scientifiques tentent de le déterminer grâce à différents tests comportementaux.

Margaux Mulatier, post-doctorante, réalise un test d’apprentissage olfactif.

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Premier test : l’apprentissage. Du répulsif est soufflé sur l’insecte qui se nourrit au centre du dispositif. Objectif : déterminer si le moustique est capable, après plusieurs stimuli, d’associer la présence du répulsif à la possibilité de piquer et donc d’obtenir un repas de sang. Il pourrait à la suite de cette expérience ne plus être repoussé par le produit comme auparavant.

Angélique Porciani, ingénieure d’étude, compte le nombre de moustiques dans les branches de l’olfactomètre.

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Dans un deuxième temps, les scientifiques testent les préférences olfactives des moustiques. Ils lâchent une vingtaine de femelles dans un olfactomètre, un tube en Y. Deux boîtes proposant des odeurs différentes sont disposées à chacune de ses sorties. Les moustiques se dirigent alors vers la boîte dont l’odeur les attire le plus. Les scientifiques travaillent avec plusieurs espèces ou souches de moustiques, dont certaines sont résistantes aux insecticides. Ils évaluent ainsi l’effet de cette résistance sur leur comportement et leur capacité à détecter les odeurs.

 

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A l’aide d’un microscope, Angélique Porciani place des capteurs sur les sensilles du moustique, dont une reproduction est affichée au mur. À gauche, l’écran permet de visualiser les réactions neuronales.

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Enfin, les scientifiques utilisent le Single Sensillum Recording (SSR) pour identifier les molécules volatiles perçues par les moustiques. Cet outil détecte les réactions des neurones abrités dans les sensilles (poils sur les antennes) des insectes lorsqu’une odeur spécifique leur est présentée. Il permet de déterminer les molécules responsables des comportements observés en apprentissage ou dans l’olfactomètre et les récepteurs qui leur correspondent sur les antennes des moustiques.

Les moustiques sont anesthésiés par le froid afin de sélectionner les femelles gorgées de sang qui seront conservées en cage pour l’incubation.

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Face aux virus

Le Vectopôle collabore à différents projets d’étude des vecteurs au niveau international, par exemple avec l’Institut Pasteur de Bangui en République Centrafricaine. L’émergence de nouveaux virus potentiellement transmis par les moustiques y est étudiée depuis plusieurs dizaines d’années. Des scientifiques étrangers viennent également dans l’insectarium de niveau de confinement 3 (I3) pour perfectionner leur maîtrise des manipulations associant les pathogènes et leurs vecteurs.

Davy Jiolle, ingénieur d’études spécialiste des manipulations en insectarium de niveau 3, enfile sa combinaison avant d’entrer dans le I3.

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Un lecteur d’empreinte par réseau veineux devant la porte. Puis un sas glacial à 4°C où tourne un puissant ventilateur. Une combinaison intégrale, des gants, des lunettes et un masque à enfiler. Bienvenue au I3, l’insectarium confiné de niveau 3 du Vectopôle : ces précautions sont indispensables car les pathogènes manipulés peuvent provoquer des maladies graves. Seule une petite vingtaine de scientifiques y est autorisée à travailler pour étudier la transmission de virus tels que le Zika, celui responsable de la dengue ou du chikungunya.

Des capsules remplies d’un mélange de sang et de virus et recouvertes d’une membrane imitant la peau sont chauffées à 37°C. Les femelles à jeun mises en cages vont entrer en contact avec le sang infecté en piquant à travers la membrane. Seules les femelle

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Lorsqu’un moustique ingère du sang infecté, le virus se retrouve dans la lumière?La lumière d'un organe désigne l'espace intérieur circonscrit par ses paroisde l’intestin et pénètre dans les cellules intestinales où il se multiplie. Le virus rallie ensuite les différents organes du moustique, et potentiellement les glandes salivaires. L’enjeu des infections expérimentales est d’évaluer l’efficacité avec laquelle les virus franchissent les barrières internes de l’insecte. Plusieurs souches d’un même virus sont ainsi testées sur différentes espèces et souches de moustiques.

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Davy Jiolle dissèque des moustiques femelles infectées anesthésiées avec de la glace.

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Après l’incubation, la dissection se fait en plusieurs étapes : les pattes et les ailes du moustique sont d’abord coupées pour qu’il ne s’envole pas. Une fois la salivation réalisée, la tête est séparée du reste du corps. L'ensemble sera analysé afin de déterminer comment le virus se dissémine jusqu’à la salive, le compartiment final de transmission.

Des moustiques sont insérés dans des cônes posés sur des moustiquaires imprégnées d'insecticides. L'objectif est d'étudier leur efficacité et leur rémanence.

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Le grand test des insecticides

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Les scientifiques travaillant sur la stratégie de lutte anti-vectorielle au Vectopôle de l’IRD collaborent depuis une vingtaine d’années avec l’Organisation mondiale de la santé (OMS) et les industriels fabriquant les produits destinés à la lutte contre les moustiques. Une équipe évalue l’efficacité en laboratoire de plusieurs types de molécules et de formulations appliquées à la lutte anti-vectorielle. Le laboratoire Insecticides au cœur du Vectopôle est le seul centre collaborateur OMS pour l’évaluation des insecticides en santé publique en France. 

Marine El Adouzi, post-doctorante et Floriane Vabre, ingénieure d’étude, réalisent deux tests larvaires.

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Face à la résistance des moustiques aux insecticides, les fabricants proposent de nouvelles familles d’insecticides ou combinent des molécules existantes pour améliorer leur efficacité. Celle-ci est testée en suivant les protocoles standardisés de l’OMS, sur les larves ou sur les adultes selon la nature des traitements. 

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Céline Montazeau, ingénieure d’étude, effectue un test en bouteilles imprégnées d’insecticide.

Les moustiques sont transférés des cages aux bouteilles imprégnées d’insecticide grâce à un aspirateur à bouche. Objectif : déterminer l’efficacité d’un insecticide sur une espèce ou souche de moustiques. Les concentrations d’insecticide varient afin de déterminer la dose létale minimum pour 100 % de la population. 

Marie Rossignol, , coordinatrice des évaluations des insecticides, réalise un test en cône sur trois surfaces : bois, terre et béton.

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En Afrique subsaharienne, l’une des méthodes de lutte contre le vecteur majeur du paludisme, Anopheles gambiae, consiste à asperger un insecticide sur les murs des habitations. L’efficacité et la rémanence de ces produits sont testés en laboratoire sur différents supports, représentatifs des matériaux utilisés pour la construction. Cette méthode est ensuite testée en Afrique en conditions semi-contrôlées avec des populations naturelles de moustiques , en partenariat avec les scientifiques des pays concernés. Les résultats de ces études donnent lieu à des recommandations de l’OMS, suivies par des plans nationaux de lutte contre le paludisme. 


Contacts :

Directeur de l'UMR MIVEGEC : Frédéric Simard

Responsable scientifique du Vectopôle : Fabrice Chandre

Responsable technique du Vectopôle : Bethsabee Scheid