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"Des chercheurs ont cartographié les cellules de moustiques qui pourraient aider les insectes à choisir les humains les plus savoureux pour eux" par Science Daily

Traduction & Compléments de Jacques Hallard

dimanche 5 mars 2023, par Science Daily

ISIAS Biologie Moustiques

Des chercheurs ont cartographié les cellules de moustiques qui pourraient aider les insectes à choisir les humains les plus savoureux pour eux

Traduction du 04 mars 2023
par Jacques Hallard d’un article du 21/02/2023 publié par ‘sciencedaily.com’ sous le titre « Researchers map mosquito cells that may help the insects choose tastiest humans  » ; référence : https://www.sciencedaily.com/releases/2023/02/230221113012.htm

Origine de l’information : Johns Hopkins Medicine

Résumé :

Dans le but de comprendre pourquoi les moustiques peuvent être plus attirés par un être humain plutôt que par un autre, les chercheurs disent qu’ils ont cartographié des récepteurs spécialisés sur les cellules nerveuses des insectes, qui sont capables d’affiner leur capacité à détecter des odeurs particulièrement ’accueillantes’ dans la peau humaine.

Texte complet

Dans le but de comprendre pourquoi les moustiques peuvent être plus attirés par un être humain qu’un autre, les chercheurs en médecine de Johns Hopkins disent qu’ils ont cartographié des récepteurs spécialisés sur les cellules nerveuses des insectes qui sont capables d’affiner leur capacité à détecter des odeurs particulièrement ’accueillantes’ dans la peau humaine.

Les récepteurs des neurones des moustiques jouent un rôle important dans la capacité des insectes à identifier les personnes qui présentent une source attrayante de repas de sang, selon Christopher Potter, Ph.D., professeur agrégé de neurosciences à la Faculté de médecine de l’Université Johns Hopkins. ’Comprendre la biologie moléculaire de la détection des odeurs de moustiques est essentiel pour développer de nouvelles façons d’éviter les piqûres et les maladies lourdes qu’elles causent’, dit-il.

Dans le monde entier, les maladies transmises par les moustiques telles que le paludisme, la dengue et le virus du Nil occidental touchent 700 millions de personnes et en tuent 750 000 chaque année. Bien que les efforts de lutte contre les moustiques à l’aide de moustiquaires et de pesticides aient contribué à réduire le nombre de victimes, le développement de meilleurs répulsifs pour saboter l’attraction des odeurs reste une priorité.

Les moustiques détectent les odeurs principalement par leurs antennes, et les scientifiques observent depuis longtemps que les variations d’odeurs, de chaleur, d’humidité et de dioxyde de carbone sont des facteurs qui attirent les moustiques vers certains individus plus que d’autres.

Mais, dit Potter, les insectes utilisent plusieurs sens pour trouver des hôtes. Anopheles gambiae, une famille de moustiques responsables du paludisme, par exemple, possède trois types de récepteurs qui étudient la surface des neurones de leurs organes qui détectent les odeurs : les récepteurs odorants, gustatifs et ionotropes.

[Addenda - Anopheles gambiae est le principal complexe d’espèces cryptiques vecteur du paludisme sévissant en Afrique et découvert en 1902, comme une nouvelle espèce, par Giles.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c0/Anopheles_gambiae.png/220px-Anopheles_gambiae.png

Alimentation artificielle d’Anophèles femelles (repas sanguin) à fin d’études scientifiques, en laboratoire

Espèces - Il y a, actuellement, neuf espèces au sein du complexe d’espèces cryptiques :

Anopheles gambiae s.str.1 (Giles 1902)

Anopheles colluzzi Coetzee & Wilkerson 2013

Anopheles amharicus Hunt, Wilkerson & Coetzee 2013

Anopheles merus (Dönitz 1902)

Anopheles melas (Theobald 1903)

Anopheles arabiensis (Patton 1905)

Anopheles quadriannulatus (Theobald 1911)

Anopheles bwambae (White 1985)

Anopheles fontenillei 2018

Génomique - Il s’agit de la première espèce de moustique, et même de vecteur parasitaire, dont le génome ait été séquencé en entier, par un consortium international en 20022.

Capacité vectorielle - Paludisme : Anopheles gambiae s.str. et Anopheles arabiensis sont des vecteurs principaux. Anopheles merus et Anopheles melas sont des vecteurs d’importance locale (côtière). Arbovirus : le complexe est un vecteur de l’alphavirus O’nyong-nyong.

Découverte d’une nouvelle espèce ? - Une étude publiée par plusieurs centres de recherche scientifique3 en février 20114,5,6 dresse la cartographie génétique d’une population étendue et représentative d’anophèles au Burkina Faso. Les analyses génétiques tendent à confirmer qu’une espèce à spéciation sympatrique formée au départ d’Anopheles gambiae s.str. et appelée - temporairement7 - Anopheles goundry8 a été découverte. Plus de la moitié des anophèles trouvés lors de cette étude sont des Anopheles gambiae exophile, c’est-à-dire qu’ils vivent habituellement hors des habitations (même s’ils s’y nourrissent). On pensait jusqu’alors qu’Anopheles gambiae était endophile et sa collecte n’était, donc, habituellement exécutée qu’au sein de l’habitat humain. C’est cette exophilie qui a permis à la « nouvelle espèce » d’échapper aux méthodes classiques d’échantillonnage. De plus, le séquençage du génome de ce « nouvel » anophèle diffère de celui des autres Anopheles gambiae. les gènes impliqués dans l’immunité d’Anopheles goundry vis-à-vis de Plasmodium sont moindres6. On ignore à ce jour ni depuis combien de temps cet anophèle diverge de son genre biologique, ni s’il s’agit d’une forme mutante récemment sélectionnée par la lutte antivectorielle utilisant des pesticides de plus en plus appliqués à l’intérieur des maisons et de moins en moins à l’extérieur comme le recommande l’Organisation mondiale de la santé. Cette prévention erronée pourrait être une des causes des difficultés éprouvées à faire reculer la transmission du paludisme. Article complet avec Notes et références sur ce site : https://fr.wikipedia.org/wiki/Anopheles_gambiae ]

[Addenda – Récepteur ionotrope -

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a0/R%C3%A9cepteur_ionotrope.svg/220px-R%C3%A9cepteur_ionotrope.svg.png

Récepteur ionotrope : le ligand, un neurotransmetteur, se lie à un site extracellulaire, ce qui provoque l’ouverture d’un canal transmembranaire par lequel peuvent pénétrer des ions (d’après Purves et al.1).

Un récepteur ionotrope sensible à un ligand est une protéine membranaire qui ouvre un canal ionique grâce à la liaison d’un messager chimique ou neurotransmetteur. Ils sont généralement sélectifs à un type d’ions tels que Na+, K+, Ca2+ ou Cl−. Ils sont localisés au niveau des synapses, où ils convertissent de manière extrêmement rapide un message pré-synaptique chimique (neurotransmetteur) en message post-synaptique électrique. Les récepteurs ionotropes s’opposent aux récepteurs métabotropes, qui eux ne possèdent pas de canaux ioniques.

Classification - Les récepteurs pentamériques (ou Cys-loop) : ils sont constitués de 5 sous-unités. On y distingue les canaux cationiques (récepteur nicotinique ou nAChR, récepteur sérotoninergique 5HT3) et les canaux anioniques (récepteur GABAA et GABAC, récepteur Glycine). Les récepteurs tetramériques (ou récepteur glutamate) : ils sont constitués de 4 sous-unités, sont activés par le glutamate et sont sélectifs pour les cations. On y distingue les récepteurs NMDA, récepteurs kaïnate et récepteurs AMPA en fonction de leur pharmacologie respective. Les récepteurs trimériques (ou P2X) : ils sont constitués de 3 sous-unités, sont activés par l’ATP et sont sélectifs pour les cations.

Article complet avec Référence sur ce site : https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9cepteur_ionotrope ]

Suite de l’article traduit

Les récepteurs odorants, dit Potter, sont les plus étudiés par les scientifiques et on pense qu’ils aident les moustiques à faire la distinction entre les animaux et les êtres humains. Les récepteurs gustatifs détectent le dioxyde de carbone. Les récepteurs ionotropes répondent aux acides et aux amines, composés présents sur la peau humaine. On pense que différents niveaux d’acides particuliers sur la peau humaine pourraient être une raison pour que certaines personnes soient plus attrayantes pour les moustiques que d’autres, dit Potter.

En raison du potentiel des récepteurs ionotropes pour guider un moustique à préférer un type de peau humaine à un autre, Potter et les chercheurs postdoctoraux Joshua Raji et Joanna Konopka les ont recherchés dans l’antenne des moustiques.

Dans un rapport publié dans le numéro 28 de février 2023 de la revue ‘Cell Reports’, les chercheurs ont décrit leur recherche des récepteurs dans des antennes segmentées en forme de tube de 10 moustiques femelles et de 10 moustiques mâles.

Les piqûres sur la peau humaine proviennent de moustiques femelles, bien que certaines recherches indiquent que les mâles sont également attirés par les odeurs humaines.

Pour trouver des neurones exprimant des récepteurs ionotropes dans les antennes, les chercheurs ont utilisé une technique appelée hybridation fluorescente in situ, qui identifie non pas les récepteurs eux-mêmes, mais du matériel génétique appelé ARN, un cousin de l’ADN. Trouver de l’ARN lié à des récepteurs ionotropes signifie que les neurones sont très susceptibles de produire de tels récepteurs.

[Addenda – L’hybridation in situ en fluorescence (FISH, de l’anglais fluorescence in situ hybridization) est une technique de biologie moléculaire d’hybridationin situ qui consiste à analyser des coupes en microscopie et en imagerie moléculaire en recourant à des sondes disposant d’un marqueur fluorescent. Le FISH est une technique de cytogénétique permettant de détecter des éléments situés à l’intérieur même de la cellule.

Principes - Les sondes peuvent être utilisées sur :

Il existe plusieurs types de sondes à ADN :

  • centromérique : permet de mettre en évidence les centromères des chromosomes. Sonde avec séquence répétée satellite ;
  • chromosomique : permet de mettre en évidence les chromosomes individuellement par processus ’peinture chromosomique’ ;
  • locus/loci particuliers : permet de mettre en évidence un ou plusieurs gènes particuliers.
    Usages - Utilisée en médecine en association avec la réalisation d’un caryotype, elle permet par exemple la recherche de microdélétions caractéristiques du syndrome de Williams ou du syndrome de Jacobsen. Elle permet de différencier un syndrome CHARGE d’un syndrome de microdélétion 22q11, tous deux résultant en des problèmes cardiaques. Elle est aussi utilisée dans le domaine de la cancérologie pour l’identification précise de pathologies telles que les lymphomes ou les sarcomes, pour y rechercher des marqueurs d’agressivité, ou encore pour prédire la réponse de certaines tumeurs à des thérapies ciblées..

Utilisée en conjonction avec d’autres techniques de biologie moléculaire (PCR, DGGE...), la technique FISH permet de faire des études de biologie telles l’étude de la biodiversité des espèces (diversité spécifique) du picoplancton photosynthétique.

L’hybridation in-situ utilise des sondes fluorescentes reconnaissant (ciblant) des taxons bien précis, par exemple une espèce, un genre ou une classe.

Variantes et suite de l’article sur ce site : https://fr.wikipedia.org/wiki/Hybridation_in_situ_en_fluorescence ].

Suite de la traduction

Les scientifiques pensaient trouver un nombre similaire de neurones chargés de récepteurs ionotropes dans chacun des segments d’antennes, mais ils ont trouvé la majorité des récepteurs ionotropes dans la partie distale (la plus éloignée de la tête) des antennes.

Ils ont également constaté, cependant, que les antennes avaient plus de récepteurs ionotropes dans la partie proximale (près de la tête) des moustiques. Tout compte fait, Potter dit que les expériences de son équipe montrent que les antennes des moustiques sont plus complexes que nous le pensions auparavant, dit Potter.

Les récepteurs ionotropes sont connus pour fonctionner avec les récepteurs ’partenaires’ pour répondre aux odeurs, ’un peu comme un partenaire de danse’, explique Potter.

Dans la présente étude, les chercheurs ont pu identifier certaines paires de récepteurs qui prédisaient si un récepteur ionotrope répondrait aux acides ou aux amines. Ils ont vérifié ces prédictions en utilisant le génie génétique pour visualiser les réponses d’un récepteur ionotrope appelé Ir41c chez le moustique. Les neurones exprimant l’Ir41c ont été activés par un type d’amine comme prévu, mais ont été inhibés (désactivés) par un autre type d’amine.

Potter soupçonne que la capacité des neurones exprimant des récepteurs ionotropes à être à la fois activés et inhibés par les odeurs peut permettre aux moustiques d’augmenter la gamme de réponses que les récepteurs ionotropes peuvent jouer dans la détection des odeurs et dans les comportements de conduite. Les études futures, dit-il, se concentreront sur l’identification des récepteurs ionotropes spécifiques qui attirent les moustiques vers les odeurs humaines.

Cette recherche a été financée par les Instituts nationaux de la Santé (R01Al137078), le Ministère de la Défense, le Prix de l’Accélérateur postdoctoral Johns Hopkins, l’Institut de Recherche sur le paludisme Johns Hopkins, le Conseil de recherche en Sciences Naturelles et en génie et Bloomberg Philanthropies.

Origine des informations : le Johns Hopkins Medicine. Note : Le contenu peut être modifié pour des raisons de style et de longueur.

Référence de la revue : Joshua I. Raji, Joanna K. Konopka, Christopher J. Potter. A spatial map of antennal-expressed ionotropic receptors in the malaria mosquito. Cell Reports, 2023 ; 42 (2) : 112101 DOI : 10.1016/j.celrep.2023.112101

Pour citer cette page : MLA APA Chicago - Johns Hopkins Medicine. ’Researchers map mosquito cells that may help the insects choose tastiest humans.’ ScienceDaily. ScienceDaily, 21 February 2023. www.sciencedaily.com/releases/2023/02/230221113012.htm .

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