Les scientifiques craquent le code génétique de la mouche tsé-tsé

Un projet de 10 ans impliquant plus de 140 scientifiques à travers le monde a abouti au séquençage réussi du code génétique de la mouche tsé-tsé. Glossina morsitans. La mouche est le seul vecteur de la maladie du sommeil ou de la trypanosomiase africaine, une maladie qui menace des millions de personnes en Afrique subsaharienne et dévaste le bétail.

L’équipe internationale, dirigée par la Yale School of Public Health à New Haven (CT), a également exploité les données du génome pour faire avancer la connaissance de la biologie de la glossine et du parasite trypanosome qu’elle transporte, responsable de la maladie.

L’équipe espère que leur travail stimulera maintenant des avancées scientifiques pour éliminer le fléau de la maladie du sommeil en Afrique subsaharienne.

Avec la carte génétique, qui est publiée dans la revue Science, l’équipe a également produit huit articles de recherche, qui sont publiés avec un éditorial et deux profils historiques dans une collection spéciale à travers un certain nombre de PLOS revues.

Dr Geoffrey M. Attardo, chercheur à la Yale School of Public Health et auteur principal du Science paper, dit que la publication du code génétique complet de la mouche tsé-tsé est une "étape majeure pour la communauté de la recherche sur les glossines et représente des années de travail acharné de la part des scientifiques". Il ajoute qu'ils espèrent que la "ressource facilitera la recherche fonctionnelle et apportera une contribution continue à la communauté de la biologie du vecteur".

La maladie du sommeil africaine menace des millions de personnes en Afrique subsaharienne

On estime que 70 millions de personnes en Afrique subsaharienne sont exposées à la maladie du sommeil, qui se manifeste en deux étapes.

Le premier stade de l'infection provoque de la fièvre, des maux de tête, des douleurs articulaires et des démangeaisons. La deuxième étape, lorsque le parasite traverse la barrière hémato-encéphalique, provoque une confusion, une mauvaise coordination et les problèmes de sommeil qui donnent son nom à la maladie.

Sans traitement, la maladie du sommeil africaine est fatale. En outre, le diagnostic et le traitement sont difficiles et nécessitent un personnel spécialement formé pour les administrer. Et tandis que les médicaments existent, ils sont chers et ont de nombreux effets secondaires indésirables.

Chez le bétail, l'infection à trypanosomes entraîne une anémie et une perte de poids pouvant entraîner la mort. Le résultat est que des milliards de dollars de bétail sont perdus chaque année.

Les pays les plus touchés sont l’Ouganda, la République démocratique du Congo et le Soudan, mais l’étendue de la maladie comprend également 30 autres pays de la région ou plus. Les efforts internationaux ont fait baisser le nombre de maladies dans une grande partie de la région, mais il reste des points chauds et les conflits armés peuvent faire augmenter le nombre de personnes.

Le schéma génétique est une «liste de pièces» de la mouche tsé-tsé

En dévoilant le code génétique de la mouche tsé-tsé, l’équipe a essentiellement produit une "liste de pièces" de l’organisme. Le plan contient des codes pour les 12 000 gènes qui contrôlent l'activité des protéines dans la mouche.

L 'accès des scientifiques au plan directeur devrait accélérer la recherche sur la biologie inhabituelle de la mouche et mener à de nouvelles méthodes et stratégies pour contrôler la mouche.

L’équipe a dû faire face à de nombreux défis biologiques, techniques et économiques dans le cadre du projet. Pas inhabituel pour un projet de génome, ils ont limité le séquençage à une seule ligne génétique, ce qui facilite la compilation des petits fragments de code (comprenant chacun des milliers de lettres) en grandes structures (millions de lettres).

Le génome de la glossine comprend environ 366 millions de lettres de code, soit environ un dixième de la taille du génome humain.

Mais si cela simplifie les choses sur le plan technique, cela les complique sur le plan biologique, car contrairement aux autres mouches, la mouche tsé-tsé ne donne naissance qu'à une petite partie à la fois et chaque mouche ne produit qu'une petite quantité de matériel génétique.

Lorsque le projet a démarré, il était laborieux et coûteux d’obtenir du matériel génétique à la volée, mais au fur et à mesure de l’amélioration des techniques, il a permis d’accélérer les progrès.

En plus d'aider à contrôler la maladie, la carte du génome de la mouche tsé-tsé devrait aider les scientifiques à mieux comprendre la biologie de l'évolution. En effet, la mouche tsé-tsé est très rare chez les insectes, car ils ont développé des partenariats uniques avec des bactéries pour plusieurs aspects de leur biologie et donnent naissance à des jeunes qui se sont développés en se nourrissant de glandes spécialisées chez la mère.

Aperçus de l'exploitation du génome des glossines

Le fait de disposer du schéma complet du génome de la mouche tsé-tsé donne aux scientifiques une chance de «cerner» les données pour trouver des faiblesses potentielles qui pourraient être utiles pour développer de nouveaux moyens de prévenir et de traiter la maladie du sommeil africaine.

le Science et PLOS Les articles incluent quelques exemples des adaptations génétiques qui permettent à la mouche tsé-tsé d'avoir une biologie unique et de transmettre la maladie aux humains et aux animaux.

Par exemple, la mouche tsé-tsé a mis au point une méthode biologique unique pour trouver et infecter ses proies. Différentes espèces de mouches traquent leurs hôtes potentiels par odeur ou par vue.

L'équipe a trouvé un ensemble de protéines visuelles et olfactives qui semblent conduire le comportement de la mouche lorsqu'elle recherche des hôtes ou des partenaires.

Ils ont également trouvé un gène récepteur sensible à la lumière rh5, le «chaînon manquant» qui pourrait expliquer pourquoi la mouche est attirée par les couleurs bleu-noir. Cette fonctionnalité a déjà été utilisée pour fabriquer des pièges afin de contrôler la propagation de la maladie.

La glossine possède également un large éventail de molécules salivaires pour se nourrir de sang. L'équipe a découvert qu'un groupe de gènes, les gènes tsal, semble être particulièrement actif dans les glandes salivaires de la mouche. Ils peuvent être impliqués pour aider la mouche à contrecarrer les réponses de l'hôte afin d'arrêter de nourrir le sang.

Les chercheurs "heureux de finalement atteindre la ligne d'arrivée" de l'énorme projet

Serap Aksoy, professeur à la division d’épidémiologie des maladies microbiennes à l’école de santé publique de Yale, a joué un rôle déterminant dans le lancement de tout le projet au début des années 2000, avec un financement initial de l’Organisation mondiale de la santé. Coûtant au total environ 10 millions de dollars, des fonds supplémentaires provenaient de plusieurs sources publiques et privées.

Le professeur Aksoy a déclaré qu'ils étaient "très heureux d'avoir finalement atteint la ligne d'arrivée" et a réitéré l'espoir que "la recherche sur les glossines bénéficiera désormais d'une plus large participation de la communauté des vecteurs et mènera à de nouvelles méthodes pour éliminer les maladies".

L'équipe de Yale a travaillé en étroite collaboration avec des collègues du Wellcome Trust Sanger Institute de Cambridge, au Royaume-Uni, où le génome a été séquencé et assemblé, ainsi que de nombreux autres chercheurs en Europe et en Afrique.

Le Dr John Reeder, directeur du programme spécial de l'OMS pour la formation à la recherche sur les maladies tropicales, a déclaré: "Ces informations seront très utiles pour développer de nouveaux outils permettant de réduire, voire d'éradiquer, les glossines."

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