Résistances aux Insecticides chez Culex pipiens

© CNRS Photothèque / PERRIN Emmanuel
© CNRS Photothèque / PERRIN Emmanuel

Une large part des progrès en matière de Santé Publique résulte du développement d’insecticides mais leur efficacité est aujourd’hui compromise par l’apparition de phénomènes de résistance chez un nombre d’espèces croissant notamment chez le moustique Culex pipiens.

Dans le cadre du réchauffement climatique, la distribution des espèces, des gènes qu’elles portent, et des pathogènes qu’elles hébergent vont considérablement varier. Les recherches s’intéressent aux mécanismes génétiques adaptatifs et à l’ensemble des facteurs environnementaux qui influencent la sélection de gènes de résistance dans les populations naturelles.

La Tâche d’Observation Résistance aux Insecticides chez Culex est un dispositif dédié à suivre au long terme l’évolution des mécanismes de résistance aux insecticides chez le moustique Culex pipiens, sous le patronage de l’OSU OREME, du CNRS et de l’Université Montpellier 2. Il est mis en place pour assurer l’acquisition, le stockage, la diffusion et la valorisation scientifique de mesures pérennes.

Objectifs

Le but de la TO RIC est de comprendre comment une espèce s’adapte à un environnement changeant. En effet l’application d’insecticides correspond à une modification majeure de l’environnement pour les moustiques. Suite à cette modification, tout individu capable de survivre et de se reproduire en présence d’insecticide sera retenu par sélection naturelle. Si cette habilité est d’origine génétique, elle sera transmise à la descendance du moustique et l’on verra donc augmenter en fréquence les variants génétiques (allèles) qui en sont responsables.

La capacité d’un moustique à survivre à l’application d’insecticide est appelée résistance et les gènes qui en sont responsables, gènes de résistance. La résistance aux insecticides est une adaptation génétique à des changements environnementaux induits par les insecticides, et fournit donc aux biologistes évolutionnistes un modèle contemporain pour étudier les paramètres qui influent sur l’adaptation. La résistance résulte de substitutions d’acides aminés dans les gènes cibles des insecticides ou de la sur-expression d’enzymes de détoxification. Une population est dite résistante quand l’application d’une quantité d’insecticide qui devrait normalement tuer tous les individus ne montre plus cette efficacité. Pour comprendre comment ces gènes de résistance se répandent dans les populations et, potentiellement comment en contrôler la dynamique, il est nécessaire de disposer de données à long terme.

En plus des aspects de science fondamentale, ces données sont essentielles pour proposer des modes de gestion de la résistance et de tester les alternatives quand un traitement insecticide commence à devenir inefficace. La lutte contre les maladies transmises par les moustiques repose essentiellement sur l’utilisation d’insecticides chimiques. Ces produits ont rapidement sélectionné des mutations conférant des niveaux élevés de résistance, qui expliquent les échecs répétés des programmes de contrôle.

Adaptation récente, la résistance est souvent associée à un coût sélectif (i.e. une diminution de la capacité de reproduction). Les modèles théoriques prédisent que la résistance devrait disparaître rapidement après l’arrêt des traitements insecticides, mais cette disparition dépend précisément de ce coût sélectif. La plupart des stratégies de gestion de la résistance s’appuient sur ce coût, en alternant les insecticides dans le temps ou l’espace.Toutefois, les données documentant l’évolution génétique de la résistance in natura, nécessaires pour calibrer les modèles, sont généralement inexistantes. En outre, les populations traitées évoluent rapidement par de nouvelles mutations (duplications de gènes notamment) qui réduisent le coût et peuvent compromettre le contrôle des vecteurs. C’est dans ce cadre que les données disponibles sur l’évolution à long terme de la résistance de Cx pipiens en région Languedoc-Roussillon constituent un atout majeur pour aider la compréhension et la gestion de la résistance.

Observations

Chaque année depuis 1972, des larves sont prélevées en zone traitée et non traitée aux insecticides notamment dans la région de Montpellier pour surveiller l’arrivée de nouveaux gènes de résistance, et en comprendre les mécanismes d’apparition et de maintien. Des suivis réguliers sont effectués dans la région perpignanaise depuis 2006.

L’analyse des données recueillies a donné lieu à de nombreuses publications. Cela nous a permis notamment de comprendre comment de nouveaux allèles de résistance arrivent dans les populations naturelles, quels sont les paramètres sélectionnés, les mécanismes de remplacement d’allèles et d’évolution de l’adaptation.

Variables Essentielles de Biodiversité : Allelic diversity, Population genetic differentiation

Données

La carte des stations d’échantillonnage et les descriptions des stations et des échantillons sont disponibles sur le portail des données de l’OSU OREME.

Différents types de données sont disponibles au laboratoire :

Données génétiques

Au cours des années de nombreuses populations ont été échantillonnées et génotypées. Un jeu de données conséquent sur les différents allèles présents dans des milliers d’individus pour plusieurs gènes de résistance sont archivées. Ces données sont généralement publiées dans des articles scientifiques et mises à disposition de la communauté après une première exploitation par notre laboratoire.

Ressources vivantes

De nombreuses souches de moustiques sont reproduites au laboratoire afin pourvoir réaliser des expériences permettant de comprendre finement le mécanisme de la résistance aux insecticides. Ces souches sont toutes identiques génétiquement (introgression par rétrocroisement sur la souche sensible de référence) sauf pour un allèle de résistance donné afin de pouvoir comparer les allèles en s’affranchissant de la variabilité du au fond génétique.

Données ADN

Lors du génotypage des individus, nous avons recours à une extraction d’ADN. Cet ADN est conservé et archivé afin de pouvoir le réutiliser plus tard si de nouvelles questions émergeaient qui le nécessitent.

Archives de populations naturelles

Enfin de nombreux échantillons de moustiques entiers, provenant de populations échantillonnés depuis 1972 à travers le monde par les membres du laboratoire ou des collaborateurs, sont conservés dans l’azote liquide afin de disposer d’une réserve mobilisable immédiatement si nécessaire. Ceci permet notamment de remonter dans le temps pour retracer l’histoire de gènes de résistance identifiés récemment ou comparer des variants de différentes origines temporelles ou spatiales.

Ces données représentent un investissement important à long terme du laboratoire. Elles peuvent être mise à disposition de tiers dans le cadre de collaborations scientifiques et/ou techniques. N’hésitez pas à nous contacter.

Perspectives

La fertilité de ces données à long terme n’est plus à démontrer, ne serait-ce qu’en regardant l’abondante littérature scientifique qui en découle. Nous aimerions donc étendre ces suivis temporels à d’autres situations géographiques et environnementales. Des collaborations sont en cours avec différentes îles de l’Océan Indien (Réunion, Mayotte) et avec la Martinique, afin d’établir là-aussi des suivis à long terme des populations de moustiques et de la résistance aux insecticides.

Portail des données de l'OREME

Page de la TO sur le portail des données de l'OSU OREME

Accéder aux données

Contact

Equipe

Valorisation scientifique

Les chercheurs de la  tâche d’observation RIC ont mis beaucoup d’énergie dans la réalisation de ce projet. Ils travaillent sur des projets de recherche qui utilisent ces données et donnent lieu à des publications. Vous trouverez ci-dessous une liste non exhaustive de ces publications.

Merci de citer les chercheurs dans vos productions scientifiques, vos rapports ou vos études. C’est le meilleur moyen de les aider à développer le projet.

Publications

Bourguet, D., T. Guillemaud, C. Chevillon, and M. Raymond. 2004. Fitness cots of insecticide resistance in natural breeding sites of the mosquito Culex pipiens. Evolution 58:128-135.

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Tantely, M. L., P. Tortosa, H. Abut, C. Berticat, A. Berthomieu, A. Rutee, J. S. Dehecq, P. Makoundou, P. Labbe, N. Pasteur, and M. Weill. 2010. Insecticide resistance in Culex pipiens quinquefasciatus and Aedes albopictus mosquitoes from La Reunion Island. Insect Biochemistry and Molecular Biology 40:317-324