Développement de méthodes innovantes de sexage pour l’application de la Technique de l’Insecte Stérile chez les moustiques du genre Aedes

Development of innovative sexing methods for setting up the Sterile Insect Technique in Aedes mosquitoes

• Auteur / Autrice : Célia Lutrat
• Direction : Jérémy Bouyer, Eric Marois
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie et Biodiversité
• Date : Soutenance le 16/12/2021
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : GAIA (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ASTRE - Animal, Santé, Territoires, Risques et Ecosystèmes (Montpellier, Hérault)
• Jury : Président / Présidente : Isabelle Morlais
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jérémy Bouyer, Eric Marois, Isabelle Morlais, Abdoulaye Diabaté, Louis Lambrechts, Frédéric Simard, Romeo Bellini, Catherine Bourgouin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Abdoulaye Diabaté, Louis Lambrechts

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aedes aegypti

Aedes albopictus

Vecteurs de maladies -- Lutte contre

Mots clés libres

Lutte antivectorielle

Technique de l'Insecte Stérile (TIS)

Aedes albopictus

Élevage de masse

Aedes aegypti

Moustique

Sterile Insect Technique (SIT)

Mass rearing

Vector control

Aedes albopictus

Aedes aegypti

Mosquito

Résumé

Aedes albopictus et Aedes aegypti sont deux espèces de moustiques invasives, vectrices de nombreux pathogènes et contre lesquelles les méthodes de lutte antivectorielle classiques sont peu efficaces. La Technique de l’Insecte Stérile en est une alternative durable et efficace reposant sur des lâchers répétés de grands nombres de moustiques mâles stérilisés par irradiation. Pour cela une méthode de séparation des sexes est nécessaire. Actuellement, les méthodes employées exploitent le dimorphisme de taille entre nymphes mâles et femelles, conduisant à un rendement faible, à un taux d’erreur élevé et à un gaspillage de ressources lié à l'élevage des larves femelles.Dans cette thèse, je me suis attachée à proposer une méthode de sexage résolvant ces problèmes. Pour ce faire, j’ai, dans un premier temps, inventorié les différentes méthodes de sexage développées au cours des 15 dernières années chez les Diptères. Parmi les approches prometteuses identifiées, j’ai retenu le développement de souches de sexage génétique basées sur l’intégration d’un transgène de fluorescence au sein des loci sexuels. Aussi, dans un deuxième temps, j’ai étudié chez Aedes albopictus le rôle et le fonctionnement de Nix, le gène de la masculinisation situé au cœur du locus M. Pour ce faire, j’ai construit des plasmides et généré des lignées de moustiques transgéniques exprimant les quatre isoformes principales de Nix, associées à des marqueurs fluorescents. J’ai ainsi pu démontrer que Nix était suffisant à conférer une masculinisation complète, produisant des pseudo-mâles fertiles, capables de voler et exprimant différentiellement les gènes myo-sex et myo-fem de façon similaire aux mâles naturels, malgré une certaine réduction de leur compétitivité. Par ailleurs, j’ai également observé une intégration préférentielle des constructions transgéniques à proximité du locus M par un phénomène de « transposon homing ». Ainsi, dans un troisième chapitre, je présente deux souches de sexage génétiques pour Aedes albopictus et deux pour Aedes aegypti obtenues par « transposon homing », par transgénèse aléatoire et par transgénèse ciblée. Ces souches permettent de séparer les mâles des femelles au stade de larve néonate à l’aide d’un cytomètre en flux adapté. Elles peuvent être utilisées pour trier des mâles transgéniques directement, ou combinées pour obtenir des mâles non-transgéniques. Elles permettent en outre de diminuer la contamination par des femelles et d’augmenter le rendement en mâles.Ainsi, au cours de cette thèse j’ai construit des souches de sexage génétique pour deux vecteurs d’importance médicale, Aedes albopictus et Aedes aegypti. Ces travaux devraient contribuer à améliorer le rapport coût-efficacité de la Technique de l’Insecte Stérile, et ainsi rendre cette méthode plus accessible.

Aedes albopictus and Aedes aegypti are invasive mosquito species, vectors of numerous pathogens and against which conventional vector control methods are not very effective. The Sterile Insect Technique is a sustainable and powerful alternative based on repeated releases of large populations of male mosquitoes. For this, a sex separation method is required. Currently employed methods exploit the size dimorphism between male and female pupae, leading to low efficiency, high error rates and a waste of resources spent on rearing also the female larvae.The aim of my thesis, was to propose a sexing method addressing these problems. For this purpose, I first compared the different sexing methods developed during the past 15 years for Diptera. Among the promising approaches identified, I selected the development of genetic sexing strains based on the integration of a fluorescence transgene within the sex loci. In the second chapter, I studied the role and function of Nix, the masculinization gene located at the core of the M locus, in Aedes albopictus. To this end, I constructed plasmids and generated transgenic mosquito lines expressing the four main isoforms of the gene, labelled with fluorescence markers. I demonstrated that Nix is sufficient for complete masculinization, producing fertile and flight-capable pseudo-males that expressed the sex-specific myo-sex and myo-fem genes similarly to wild-type males, albeit their mating competitiveness was somewhat reduced. Furthermore, I also observed preferential integration of transposons near the M locus by transposon homing. Thus, in the third chapter, I present two genetic sexing strains for Aedes albopictus and two for Aedes aegypti obtained by transposon homing, random transgenesis and targeted transgenesis. These allow the separation of males from females at the neonate larval stage using a suitable flow cytometer. These strains can be used directly to sort transgenic males, or combined to obtain non-transgenic males. They also enable a reduction of the female contamination rate and increase the male recovery rate.Thus, during this thesis I have developed genetic sexing strains for two vectors of medical importance, Aedes albopictus and Aedes aegypti. This work will contribute to improve the cost-effectiveness of the Sterile Insect Technique, and thus make this method more accessible.