Attila

Contrôle des populations de moustiques par les bactéries
Wolbachia dans les îles du Sud-Ouest de l’Océan Indien
1 ier Forum International de Veille Sanitaire
13 juin 2013
Célestine Atyame, Julien Cattel, Cyrille Lebon,
Jean-Sébastien Dehecq, Maurizio Calvitti,
Louis Clément Gouagna et Pablo Tortosa

I. Introduction
Wolbachia induit une stérilisation naturelle chez les moustiques
• L’Incompatibilité Cytoplasmique (IC) = incompatibilité entre le sperme et l’ovule
Forte mortalité embryonnaire (jusqu’à 100%)
• Mécanismes moléculaires inconnus
• L’IC survient: (i) soit entre mâles infectés et femelles non infectées
(ii) soit entre individus infectés par des souches incompatibles
(ii) soit entre individus infectés par des souches incompatibles
♀
♀
♂
+
+
♂
-
+
Mortalité embryonnaire
+ Compatible - Incompatible
2

I. Introduction
Wolbachia induit une stérilisation naturelle chez les moustiques
• L’Incompatibilité Cytoplasmique (IC) = incompatibilité entre le sperme et l’ovule
Forte mortalité embryonnaire (jusqu’à 100%)
• Mécanismes moléculaires inconnus
• L’IC survient: (i) soit entre mâles infectés et femelles non infectées
(ii) soit entre individus infectés par des souches incompatibles
(ii) soit entre individus infectés par des souches incompatibles
antipoison
♀
♀
♂
+
+
Poison
♂
-
+
Mortalité embryonnaire
+ Compatible - Incompatible
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I. Introduction
Wolbachia induit une stérilisation naturelle chez les moustiques
• L’Incompatibilité Cytoplasmique (IC) = incompatibilité entre le sperme et l’ovule
Forte mortalité embryonnaire (jusqu’à 100%)
• Mécanismes moléculaires inconnus
• L’IC survient: (i) soit entre mâles infectés et femelles non infectées
(ii) soit entre individus infectés par des souches incompatibles
(ii) soit entre individus infectés par des souches incompatibles
antipoison
♀
♀
♂
+
+
Poison
♂
-
+
♀C
♀D
♂
+
-
♂
C D
-
+
♀A
♀B
♂
Bidirectional CI
Unidirectional CI
IC bidirectionnelle IC unidirectionnelle
+ Compatible - Incompatible
+
+
♂
A B
-
+
4

I. Introduction
La Technique de l’Insecte Incompatible (T2I)
lâcher des grandes quantités de mâles incompatibles afin de stériliser les
femelles en populations naturelles contrôle des populations de
moustiques
5

I. Introduction
La Technique de l’Insecte Incompatible (T2I)
lâcher des grandes quantités de mâles incompatibles afin de stériliser les
femelles en populations naturelles contrôle des populations de
moustiques
T2I chez Culex quinquefasciatus dans les îles du SOOI
2011
6

I. Introduction
La Technique de l’Insecte Incompatible (T2I)
lâcher des grandes quantités de mâles incompatibles afin de stériliser les
femelles en populations naturelles contrôle des populations de
moustiques
T2I chez Culex quinquefasciatus dans les îles du SOOI
• Infections par Wolbachia fixées dans les populations naturelles
• Infections multiples jamais identifiées
• Forte diversité génétique des Wolbachia (5 groupes génétiques)
• Phénotype observé = IC (forte mortalité embryonnaire)
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II. Mise en place de la T2I dans les îles du SOOI
1). Site d’étude
5 îles : La Réunion, Mayotte, Grande Glorieuse, Maurice et Madagascar
Culex quinquefasciatus
• Nuisances liées aux piqûres
• Présence des pathogènes : virus de la fièvre de la Vallée du Rift et filaires (Sissoko et al. 2009)
• Fortes fréquences de gènes de résistance aux insecticides

II. Mise en place de la T2I dans les îles du SOOI
Fortes fréquences de gènes de résistance chez Culex quinquefasciatus
Tantely et al. (2010)
Fréquence de Rdl
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Rdl
4 km
Atyame et al. en préparation
Ester
Résultats similaires à Mayotte, Maurice et Madagascar
(Pocquet et al. 2013)
4 km
9

II. Mise en place de la T2I dans les îles du SOOI
1). Site d’étude
5 îles : La Réunion, Mayotte, Grande Glorieuse, Maurice et Madagascar
Culex quinquefasciatus
• Nuisances liées aux piqûres
• Présence des pathogènes : virus de la fièvre de la Vallée du Rift et filaires (Sissoko et al. 2009)
• Fortes fréquences de gènes de résistance aux insecticides
10

II. Mise en place de la T2I dans les îles du SOOI
2). Etude de la diversité génétique des Wolbachia
Génotypage de 650 moustiques avec un marqueur polymorphe de Wolbachia
• Faible diversité génétique des Wolbachia
• Un seul groupe génétique identifié
Atyame et al. (2011) Mol. Ecol.
11

II. Mise en place de la T2I dans les îles du SOOI
3). Construction de la lignée stérilisatrice Attila
Croisements entre 10 lignées de La Réunion x 4 lignées du labo
Femelles de La Réunion
Mâles de laboratoire
Is Lv Mc Sl
L1 - + + +
L2 - + + +
L3 - - - +
L4 - - - +
L5 - - - +
L6 - - - +
L7 - - - +
L8 - - - +
L9 - - - +
L10 - - - +
La lignée Is = bonne candidate pour la T2I
• IC avec toutes les femelles testées
• 100% mortalité embryonnaire
L1-L10 = La Réunion (groupe I)
Is = Turquie (groupe IV)
Lv = France (groupe II)
Mc = Californie (groupe III)
Sl = Californie (groupe III)
+ Compatible - Incompatible
Construction de la lignée
Attila pour la T2I
Atyame et al. (2011) Mol. Ecol.
12

III. Compétences des mâles Attila en laboratoire
1). Capacité stérilisatrice
Croisements entre les mâles Attila et les femelles issues d’une population
naturelle de chaque île
200-300♂ ×200-300 ♀ dans chaque croisement
Croisements Taux d'éclosion (œufs; pontes)
♂ Attila x ♀ La Réunion 0.011 ± 0.006 (>9000; 75)
♂ Attila x ♀ Mauritius 0.007 ± 0.005 (>6000; 51)
♂ Attila x ♀ Mayotte 0.000 ± 0.000 (>9000; 75)
♂ Attila x ♀ Madagascar 0.000 ± 0.000 (>5000; 44)
♂ Attila x ♀Grande Glorieuse 0.000 ± 0.000 (>12000; 97)
• Les mâles Attila sterilisent toutes les femelles testées des 5 îles
• Mortalité embryonnaire très élevée (> 98%)
Atyame et al. (2011) Plos Neg. Trop. 13

III. Compétences des mâles Attila en laboratoire
Taille des tibias (mm)
Proportion de survivants
2). Taille, survie et compétitivité sexuelle
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
Comparaison entre les mâles Attila et les mâles de la Réunion élevés au labo
Taille du Tibia
a a
Attila
LR LR(w-Is)
N= 30 N=30
Survie
0.00
0 50 100 150 200 250
Heures après l'emergence
Attila (N=154)
LR (N=238)
Atyame et al. (2011) Plos Neg. Trop.
14

III. Compétences des mâles Attila en laboratoire
Taille des tibias (mm)
Proportion de survivants
2). Taille, survie et compétitivité sexuelle
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
Comparaison entre les mâles Attila et les mâles de la Réunion élevés au labo
Taille du Tibia
a a
Attila
LR LR(w-Is)
N= 30 N=30
Survie
0.00
0 50 100 150 200 250
Heures après l'emergence
Attila (N=154)
LR (N=238)
Fréquence Fréquence des pontes fertiles
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Compétitivité sexuelle
1 : 1 : 0 1 : 1 : 1 1 : 1 : 5 1 : 1 : 10 0 : 1 : 1
Attendues
Observées
• Pas de différence entre les 2 types de mâles
• Diminution significative des pontes fertiles
avec l’augmentation des mâles Attila
Atyame et al. (2011) Plos Neg. Trop.
15

III. Compétences des mâles Attila en conditions semi-naturelles
1). Confirmation de la capacité stérilisatrice des mâles Attila
Croisements entre les mâles Attila et les femelles sauvages (F0) issues de 19 localités
Croisements Taux d'éclosion (oeufs, pontes)
♂ Attila × ♀ St Philippe (#1) 0,000 ± 0,000 (>4200; 35)
♂ Attila × ♀ St Joseph (#2) 0,000 ± 0,000 (>3300; 28)
♂ Attila × ♀ St Pierre (#3) 0,000 ± 0,000 (>8700; 73)
♂ Attila × ♀ St Louis (#4) 0,000 ± 0,000 (>9200; 77)
♂ Attila × ♀ Etang Salé (#5) 0,000 ± 0,000 (>12700; 106)
♂ Attila × ♀ St Leu (#6) 0,000 ± 0,000 (>6300; 53)
♂ Attila × ♀ St Gilles (#7) 0,000 ± 0,000 (>12200; 102)
♂ Attila × ♀ St Paul (#8) 0,000 ± 0,000 (>10000; 84)
♂ Attila × ♀ Le Port (#9) 0,000 ± 0,000 (>6900; 58)
♂ Attila × ♀ La Possession (#10) 0,000 ± 0,000 (>8800; 74)
♂ Attila × ♀ St Denis (#11) 0,000 ± 0,000 (>11700; 98)
♂ Attila × ♀ Ste Marie (#12) 0,002 ± 0,002 (>9000; 78)
♂ Attila × ♀ Ste Suzanne (#13) 0,000 ± 0,000 (>9800; 82)
♂ Attila × ♀ St André (#14) 0,000 ± 0,000 (>5400; 45)
♂ Attila × ♀ Bras Panon (#15) 0,000 ± 0,000 (>13500; 113)
♂ Attila × ♀ St Benoît (#16) 0,004 ± 0,004 (>10400; 87)
♂ Attila × ♀ Ste Rose (#17) 0,000 ± 0,000 (>11000; 93)
♂ Attila × ♀ La Plaine des Palmistes (#18) 0,000 ± 0,000 (>9400; 79)
♂ Attila × ♀ La Plaine des Cafres (#19) 0,000 ± 0,000 (>10400; 87)
St Gilles
Plus de 172000 œufs, seulement 73 larves observées
Mortalité embryonnaire quasi-totale
La Possession
Le Port
St Paul
7
8
9
10
St Denis
11
La Plaine des Palmistes 18
12 Ste Marie
13 Ste Suzanne
Les mâles Attila stérilisent efficacement les femelles de La Réunion
St Leu
6
Etang Salé
5
St Louis
4
Plaine des Cafres 19
3
St Pierre
2
St Joseph
14
St André
15
Bras Panon
16
St Benoît
17
1
St Philippe
Atyame et al. en préparation
Ste Rose
16

III. Compétences des mâles Attila en conditions semi-naturelles
2). Mise en place des tests en conditions semi-naturelles
Cages de laboratoire
30 × 30 × 30 cm
4 cages
2 séries de tests : mars et avril 2013
Cages en conditions semi-naturelles
190 × 190 × 190 cm
17

III. Compétences des mâles Attila en conditions semi-naturelles
2). Analyse de la compétitivité sexuelle des mâles Attila
Comparaison entre les mâles Attila et les mâles sauvages (F0) de la Réunion issus de 4 localités
Fréquences de pontes fertiles
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
• 1 ier chiffre : ratio des femelles de La Réunion
• 2 ieme chiffre : ratio des mâles de La Réunion
• 3 ième chiffre : ratio des mâles Attila
Expérience 1 Expérience 2
100%
90%
10%
10%
0%
0%
Ratio 1:1:0 1:1:1 1:1:5 0:1:1 1:1:0 1:1:1 1:1:5 0:1:1
80%
70%
60%
** **
(P=0,02) (P=0,002)
Moustiques 400 600 1400 400 400 600 1400 400
Pontes 40 44 (14) 42 (4) 32 25 48 (13) 19 (1) 11
50%
40%
30%
20%
Les mâles Attila sont plus compétitifs que les mâles
sauvages en conditions semi-naturelles
Attendus Attendues
Observés Observées
18

III. Compétences des mâles Attila en conditions semi-naturelles
2). Analyse de la compétitivité sexuelle des mâles Attila
Comparaison entre les mâles Attila et les mâles sauvages (F0) de la Réunion issus de 4 localités
Fréquences de pontes fertiles
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
• 1 ier chiffre : ratio des femelles de La Réunion
• 2 ieme chiffre : ratio des mâles de La Réunion
• 3 ième chiffre : ratio des mâles Attila
Expérience 1 Expérience 2
100%
90%
10%
10%
0%
0%
Ratio 1:1:0 1:1:1 1:1:5 0:1:1 1:1:0 1:1:1 1:1:5 0:1:1
80%
70%
60%
** **
(P=0,02) (P=0,002)
Moustiques 400 600 1400 400 400 600 1400 400
Pontes 40 44 (14) 42 (4) 32 25 48 (13) 19 (1) 11
50%
40%
30%
20%
100%
Les mâles Attila sont plus compétitifs que les mâles
sauvages en conditions semi-naturelles
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Attendus Attendues
Observés Observées
Labo
1 : 1 : 0 1 : 1 : 1 1 : 1 : 5 0 : 1 : 1
19

III. Compétences des mâles Attila en conditions semi-naturelles
3). Analyse du taux de survie des mâles Attila
Fréquences de pontes fertiles
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
Récupération des mâles à la fin des tests
Génotypage des Wolbachia chez les mâles survivants par PCR/RFLP
Expérience 1 Expérience 2
100%
90%
10%
10%
0%
0%
Ratio 1:1:0 1:1:1 1:1:5 0:1:1 1:1:0 1:1:1 1:1:5 0:1:1
80%
70%
60%
** **
(P=0,02) (P=0,002)
Mâles sauvages 8% (16/200) 33% (65/200)
Mâles Attila 49% (97/200) 73% (146/200)
50%
40%
30%
20%
Les mâles Attila survivent mieux que les mâles sauvages
20

IV. Conclusions et perspectives
Conclusion
Les mâles Attila représente une bonne candidate pour le contrôle de Culex
quinquefasciatus dans les îles du SOOI
Résultats très encourageants au labo
et en conditions semi-naturelles
• Près de 99% de stérilisation
• Bonne compétitivité sexuelle
21

IV. Conclusions et perspectives
Conclusion
Les mâles Attila représente une bonne candidate pour le contrôle de Culex
quinquefasciatus dans les îles du SOOI
Résultats très encourageants au labo
et en conditions semi-naturelles
En perspectives….
• Près de 99% de stérilisation
• Bonne compétitivité sexuelle
Etudier la faisabilité de la T2I contre le moustique Aedes albopictus dans
les îles du SOOI
22

V. Perspectives
Etude de la faisabilité de la T2I contre le moustique Aedes albopictus
• Tous les individus sont infectés par deux souches de Wolbachia (A et B)
• L’IC ne survient pas naturellement chez Aedes albopictus
23

V. Perspectives
Etude de la faisabilité de la T2I contre le moustique Aedes albopictus
A+B
• Tous les individus sont infectés par deux souches de Wolbachia (A et B)
• L’IC ne survient pas naturellement chez Aedes albopictus
×
A+B
Compatibilité (Pas d’IC)
Construction d’une lignée stérilisatrice par micro-injections
embryonnaires des Wolbachia provenant de Culex pipiens
Aedes albopictus Culex pipiens
A+B
Traitement antibiotique
×
wC
wC
wC
Incompatibilité
wC
×
Œufs
×
wC wC
wC
wC
Œufs
Calvitti et al. (2010)
24

V. Perspectives
The Battle…
Irradiation Wolbachia
ww
25

Marion Maire
Jean-Sébastien Dehecq
Abdoul Rutee
Julien Cattel
Cyrille Lebon
Stanilas Zafihita
Pablo Tortosa
Louis-Clément Gouagna
Koussay Dellagi
Céline Toty
Mylène Weill
Olivier Duron
Nicole Pasteur
Pierrick Labbé
Sandra Unal
Arnaud Berthomieu
Patrick Makoundou
Emilie Dumas
Haouès Alout
26

Merci
Merci pour votre attention !!!
27