Gene drive systems that enable super-Mendelian
inheritance of a transgene have the potential to modify
insect populations over a timeframe of a few years. We
describe CRISPR-Cas9 endonuclease constructs that
function as gene drive systems in Anopheles gambiae,
the main vector for malaria. We identified three genes
(AGAP005958, AGAP011377 and AGAP007280)
that confer a recessive female-sterility phenotype upon
disruption, and inserted into each locus CRISPR-Cas9
gene drive constructs designed to target and edit each
gene. For each targeted locus we observed a strong gene
drive at the molecular level, with transmission rates to
progeny of 91.4 to 99.6%. Population modeling and
cage experiments indicate that a CRISPR-Cas9 construct
targeting one of these loci, AGAP007280, meets the
minimum requirement for a gene drive targeting female
reproduction in an insect population. These findings
could expedite the development of gene drives to
suppress mosquito populations to levels that do not
support malaria transmission.
Titre de l'article
Utilisation du système de transmission génétique CRISPR-cas9 pour lutter contre la reproduction des femelle d'Anopheles gambiae, un moustique vecteur de la malaria
Utilisation du système de transmission génétique CRISPR-cas9 pour lutter contre la reproduction des femelle d'Anopheles gambiae, un moustique vecteur de la malaria
Introduction à l'article
Le paludisme, aussi appelé malaria, est une maladie qui provoque des troubles circulatoires pouvant entraîner la mort. Malgré les méthodes de lutte antipaludisme mise en place à ce jour (vaccins, insecticides et moustiquaires), 214 millions nouveaux cas ont été déclarés en 2015 et 438 000 décès des suites de la maladie cette même année d'après le rapport de l'OMS sur le paludisme.
Cette maladie est due à la prolifération d'un parasite du genre Plasmodium dans le foie et les globules rouges. Plasmodium est transmis à l'homme par l'intermédiaire d'un vecteur obligatoire au sein duquel il peut se développer, les moustiques du genre Anopheles.
Dans cet article, les auteurs propose une solution pour éradiquer la prolifération du moustique Anopheles gambiae , présentée comme l'un des vecteur principal du paludisme. Pour cela, ils ont mis au point un système d'entrainement des gènes, basé sur la méthode CRISPR, permettant de rendre les femelles stériles sur plusieurs générations.
Le paludisme, aussi appelé malaria, est une maladie qui provoque des troubles circulatoires pouvant entraîner la mort. Malgré les méthodes de lutte antipaludisme mise en place à ce jour (vaccins, insecticides et moustiquaires), 214 millions nouveaux cas ont été déclarés en 2015 et 438 000 décès des suites de la maladie cette même année d'après le rapport de l'OMS sur le paludisme.
Cette maladie est due à la prolifération d'un parasite du genre Plasmodium dans le foie et les globules rouges. Plasmodium est transmis à l'homme par l'intermédiaire d'un vecteur obligatoire au sein duquel il peut se développer, les moustiques du genre Anopheles.
Dans cet article, les auteurs propose une solution pour éradiquer la prolifération du moustique Anopheles gambiae , présentée comme l'un des vecteur principal du paludisme. Pour cela, ils ont mis au point un système d'entrainement des gènes, basé sur la méthode CRISPR, permettant de rendre les femelles stériles sur plusieurs générations.
Expériences de l'article
Leur méthode est basée sur la technique de modification génique CRISPR/cas9 qui consiste au clivage d'une séquence cibles dans le génome et l'insertion d'une séquence exogène au niveau du site de clivage. Ici les auteurs ont ciblé 3 gènes impliqués dans la fécondité des femelles de A. gambiae. Après clivage, par une endonucléase de la séquence codante du gène ciblé, ils insèrent une cassette (CRISPRh) qui porte, entre autre, les gènes codant pour l'endonucléase cas9 et l'ARNg spécifique à ce gène. En intégrant le système CRISPR/cas9 dans le génome d'A. gambiae, les auteurs cherchent à produire un système autonome capable de cliver tous les allèles sauvages du gène cible au sein des individus mais aussi héréditaire car chaque clivage s'accompagne de l'intégration directe du système dans son génome. Ils ont ensuite effectué des croisements entre les individus modifiés et les individus sauvages pour observer la propagation du système dans un individu et sa descendance.
Leur méthode est basée sur la technique de modification génique CRISPR/cas9 qui consiste au clivage d'une séquence cibles dans le génome et l'insertion d'une séquence exogène au niveau du site de clivage. Ici les auteurs ont ciblé 3 gènes impliqués dans la fécondité des femelles de A. gambiae. Après clivage, par une endonucléase de la séquence codante du gène ciblé, ils insèrent une cassette (CRISPRh) qui porte, entre autre, les gènes codant pour l'endonucléase cas9 et l'ARNg spécifique à ce gène. En intégrant le système CRISPR/cas9 dans le génome d'A. gambiae, les auteurs cherchent à produire un système autonome capable de cliver tous les allèles sauvages du gène cible au sein des individus mais aussi héréditaire car chaque clivage s'accompagne de l'intégration directe du système dans son génome. Ils ont ensuite effectué des croisements entre les individus modifiés et les individus sauvages pour observer la propagation du système dans un individu et sa descendance.
Résultats de l'article
Les auteurs ont montré dans une expérience préliminaire que chacun des gènes ciblé était haplosuffisant, c'est à dire qu'une seule copie de l'allèle sauvage suffit à assurer la fécondité des femelles.
L'allèle sauvage et l'allèle mutante sont respectivement notée + et CRISPRh. Les résultats du croisement entre un individu CRISPRh/+ et un individu +/+ on été réalisés sur 1 à 4 générations selon les gènes cibles.
Les auteurs ont montré dans une expérience préliminaire que chacun des gènes ciblé était haplosuffisant, c'est à dire qu'une seule copie de l'allèle sauvage suffit à assurer la fécondité des femelles.
L'allèle sauvage et l'allèle mutante sont respectivement notée + et CRISPRh. Les résultats du croisement entre un individu CRISPRh/+ et un individu +/+ on été réalisés sur 1 à 4 générations selon les gènes cibles.
Rigueur de l'article
Pour les quelques descendants n'ayant pas acquis l'allèle CRISPRh, les auteurs ont montré, entre autres, que certain avait subit des insertion/délétion qui conservait le cadre de lecture du gène et pouvait constituer un allèle résistant. Cependant, en regard de l'augmentation de la fréquence de l'allèle CRISPRh au cours des générations, ils ont estimés que cet allèle ne pourrait pas perdurer de nombreuses générations.
les auteurs estiment aussi que cette technique pourrait prochainement être appliquée aux ravageurs de cultures tout en ventant l'aspect évolutif de la cassette insérée. En effet la cassette CRISPR est flanquée de 2 sites attP qui permettent d'adapter la séquence le l'ARNg par exemple dans une nouvelle cassette qui viendrait remplacer la première.
Enfin nous n'avons aucune idée des éventuels changement de fitness dans la reproduction des moustiques modifiés dans cette étude.
Pour les quelques descendants n'ayant pas acquis l'allèle CRISPRh, les auteurs ont montré, entre autres, que certain avait subit des insertion/délétion qui conservait le cadre de lecture du gène et pouvait constituer un allèle résistant. Cependant, en regard de l'augmentation de la fréquence de l'allèle CRISPRh au cours des générations, ils ont estimés que cet allèle ne pourrait pas perdurer de nombreuses générations.
les auteurs estiment aussi que cette technique pourrait prochainement être appliquée aux ravageurs de cultures tout en ventant l'aspect évolutif de la cassette insérée. En effet la cassette CRISPR est flanquée de 2 sites attP qui permettent d'adapter la séquence le l'ARNg par exemple dans une nouvelle cassette qui viendrait remplacer la première.
Enfin nous n'avons aucune idée des éventuels changement de fitness dans la reproduction des moustiques modifiés dans cette étude.
Ce que cet article apporte au débat
Cet article nous montre qu'il existe aujourd'hui des outils génétiques performants et puissants pour lutter contre le paludisme. Ici, les auteurs utilisent un système qui neutralise la fécondité des femelles A. gambiae. Cependant ces outils conduisent à la disparition des populations ciblées. Ainsi d'autres questions se posent sur l'impact de la disparition du moustique dans les écosystèmes. De plus il est possible que le parasite s'adapte à d'autres hôtes.
Cet article nous montre qu'il existe aujourd'hui des outils génétiques performants et puissants pour lutter contre le paludisme. Ici, les auteurs utilisent un système qui neutralise la fécondité des femelles A. gambiae. Cependant ces outils conduisent à la disparition des populations ciblées. Ainsi d'autres questions se posent sur l'impact de la disparition du moustique dans les écosystèmes. De plus il est possible que le parasite s'adapte à d'autres hôtes.
Dernière modification il y a plus de 9 ans.