Tôt un matin de printemps, un drone fredonnant a survolé une petite ville de Bahia, au Brésil. Trois cents pieds au-dessus du sol, un petit bidon s’ouvrit avec un déclic, éjectant son contenu dans la bouche du mécanisme de déclenchement situé au-dessous. Un instant, il y eut un silence. Ensuite, un essaim de moustiques, fraîchement réveillé d'un sommeil glacial, étendit ses ailes et prit son envol.
Chaque spécimen était de sexe masculin, célibataire et prêt à se mêler - et si tout se passait comme prévu, la horde animée de vierges empressées infiltrerait progressivement la population de moustiques locale, se joignant à des milliers de femmes chanceuses dans les jours à venir.
Considérant qu’il ya environ 100 espèces de moustiques porteurs d’agents pathogènes humains mortels - y compris des parasites responsables du paludisme, ainsi que des virus Zika, dengue et West Nile -, cela peut sembler horrible du début d’un film apocalyptique de science-fiction à la flambée . Mais c'est tout le contraire: les moustiques déchaînés au cours de cette expérience sont peut-être l'une des meilleures armes contre la propagation des maladies infectieuses.
Au cours des deux dernières années, une équipe de scientifiques et d’ingénieurs de WeRobotics et de l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) a testé de nouvelles méthodes pour disperser les moustiques mâles stériles dans les régions où sévissent ces maladies mortelles. Le premier essai sur drones mené par les chercheurs au Brésil, au printemps dernier, a donné des résultats prometteurs et se prépare déjà pour d'autres.
«C’est un pas en avant très intéressant», déclare Kelsey Adams, biologiste spécialiste des moustiques à la Harvard School of Public Health, qui n’est pas affiliée au travail. "Avec des techniques innovantes telles que celles-ci, nous pouvons élargir les domaines dans lesquels nous lâchons des [moustiques modifiés]".
L'objectif final est simple: rassemblez des eunuques sur des mâles fertiles et observez le nombre de moustiques potentiellement porteurs de maladies. Cette technique dite des insectes stériles a déjà donné de bons résultats pour les insectes nuisibles de l’agriculture, comme les mouches des fruits, et pour d’autres insectes qui transmettent des maladies, telles que les glossines. L'utilisation de la technologie chez les moustiques est toutefois un phénomène un peu plus récent.
Au bout du compte, la technique des insectes stériles est un jeu de chiffres. Les populations sauvages doivent être inondées de ratons cultivés en laboratoire, parfois en proportions égales ou supérieures à 10 mâles stériles ou plus par local fertile. Et un déversement ponctuel ne fera pas l'affaire: une région doit être inondée encore et encore, jusqu'à ce que les populations de moustiques indigènes soient réduites à des niveaux négligeables (et même dans ce cas, cela peut rester un exercice d'entretien odieux). De plus, certaines espèces de moustiques, y compris les moustiques Aedes aegypti qui transmettent le zika, la dengue et la fièvre jaune, sont des pommes de terre classiques, ne se déplaçant pas souvent à plus de cent pieds dans une vie. Cela accroît encore la difficulté d’assurer une couverture étendue.
Les moustiques peuvent maintenant être multipliés et stérilisés en masse dans divers environnements de laboratoire: un zappage rapide de radiations suffit à endommager gravement le sperme des insectes. Cependant, le processus consistant à emballer, transporter et livrer en toute sécurité ces soldats stériles sur les sites où ils feront leur sale boulot constitue son propre obstacle. Jusqu'à présent, la plupart des efforts ont été concentrés sur des rejets au sol de véhicules à propulsion humaine - mais les chariots cahoteux sur des routes inachevées bousillent inévitablement leur précieuse cargaison, et de nombreuses régions infestées par la maladie sont inaccessibles en voiture.
Au lieu de cela, les chercheurs regardent maintenant vers le ciel.
«Les drones changent vraiment la donne», déclare Jürg Germann, ingénieur en chef de WeRobotics.
La technologie est étonnamment omniprésente: pour quelques milliers de dollars, les drones peuvent être achetés et transformés en chauffeurs de moustiques. Par rapport aux voitures maladroites, les drones sont au moins cinq à dix fois plus efficaces pour disperser les moustiques, explique Germann. De plus, les drones sont aérodynamiques, réutilisables et complètement encombrés par les routes (ou leur absence). Partout où il y a du ciel, un drone peut accompagner des moustiques en hibernation.
Des travaux antérieurs avec des mouches à fruits ont utilisé des avions à haute altitude. Mais contrairement aux avions, les drones peuvent voler au ras du sol, assurant plus de précision et de contrôle, tout en minimisant les dommages que des insectes fragiles pourraient subir lorsqu’ils se détournaient de l’engin. Mieux encore, les drones n'ont pas besoin de pilotes susceptibles de commettre des erreurs: les chercheurs peuvent définir leur trajectoire à la maison et faire leurs adieux.
Les drones disponibles dans le commerce peuvent être cooptés dans des «limousines anti-moustiques», comme le dit avec crainte le cofondateur de WeRobotics, Patrick Meier, transportant 50 000 moustiques à la fois. (WeRobotics) Après une année de prototypage, WeRobotics et l’AIEA ont déployé leurs efforts sur le terrain. Ils se sont d'abord tournés vers le Brésil, où une épidémie de Zika, propagée par les moustiques Aedes aegypti, a entraîné des milliers de malformations congénitales en 2015 et 2016.
Au cours de trois essais, les chercheurs ont dispersé un total de 284 200 moustiques Aedes aegypti mâles stériles autour de la communauté brésilienne de Carnaíba do Sertão en mars de cette année. Avec les drones volant à pleine vitesse, les chercheurs ont pu couvrir des milliers de pieds carrés en quelques minutes - et plus de 90% des moustiques détruits par l’air semblaient s’être accrochés à l’atterrissage.
Surmonter cette chute dangereuse n'était qu'un début - mais Jérémy Bouyer, expert en moustiques de l'AIEA, s'est dit ravi de constater que ces mecs dérivés de drones tiennent leur position face à leurs homologues fertiles, produisant environ un œuf stérile pour chaque œuf viable produit par un mâle sauvage. Bouyer est optimiste: avec plus de résultats, les chiffres continueront de grimper.
À un stade aussi précoce, il est difficile d'évaluer l'impact à long terme de ces campagnes éclair d'insectes stériles. Mais les épidémies frappent quand on s'y attend le moins - et le contrôle des insectes consiste à attraper la maladie dans l'œuf. WeRobotics et l'AIEA prévoient déjà plus d'essais dans les mois et les années à venir. Pendant ce temps, Germann et son équipe travaillent à augmenter la capacité de chaque drone et à réduire au minimum la mortalité des moustiques. À terme, les chercheurs espèrent pouvoir transmettre une meilleure version de leur technologie à des experts locaux grâce à un programme de formation intensif, créant ainsi un système de dispersion durable et autonome. En 2020, WeRobotics prévoit de créer une trentaine de stations de répartition de drones dans le monde.
«Nous ne nous contentons pas de lancer la technologie sur le problème - cela n’a aucun impact», déclare Patrick Meier, cofondateur de WeRobotics. «Les drones devraient être les héros de cette histoire. Pas les organisations occidentales. "
À mesure que la technologie progresse, d'autres portes risquent de s'ouvrir. Dans la lutte contre les insectes vecteurs de maladies, les drones ne conviennent pas uniquement à la propagation de colis de parasites. Des avions sans pilote ont déjà été utilisés pour cartographier les sites de reproduction des moustiques - qu'il est difficile de repérer et de suivre à l'oeil nu -, ce qui permet aux chercheurs d'étudier plus facilement le comportement et la dispersion des moustiques. De plus, les drones constituent un excellent outil pour pulvériser des insecticides.
Même dans le cadre des drones anti-moustiques, il y a encore de la place pour la croissance, explique Adams, qui étudie le comportement de reproduction des moustiques Anopheles, qui peuvent véhiculer des parasites responsables du paludisme , sous la supervision de la chercheuse en maladies infectieuses Flaminia Catteruccia. Les drones ne sont certainement pas spécifiques à une espèce, et Bouyer, Germann et Meier sont optimistes quant au fait que les anophèles et d’autres moustiques pourraient être des candidats viables à la dissémination à l’avenir.
En fait, s’agissant des moustiques Anopheles, explique Adams, les drones pourraient être encore plus avantageux. Les anophèles ne sont pas des morceaux léthargiques comme leurs cousins Aedes . Sauter ces marchands de paludisme pourrait être plus rentable, car moins de moustiques peuvent couvrir une zone géographique plus grande.
De plus, il est prouvé que la plupart des femelles Anopheles (et quelques Aedes ) sont en grande partie monogames; En fait, pour les dames de certaines espèces d’ Anopheles, le choix du partenaire est une décision littérale qui ne se présente qu'une fois dans une vie. Et des recherches hormonales et comportementales menées dans le groupe de Catteruccia et d’autres ont montré que, même dans un essaim de moustiques accouplés, une poignée de mecs réussissent de manière disproportionnée. Cela signifie deux choses: premièrement, la plupart des moustiques mâles mourront, malheureusement, des vierges. Deuxièmement, et peut-être plus important encore, les femmes ont tendance à se faire une idée du machisme masculin alors qu'elles se frayent un chemin dans la foule. Un jour, a déclaré Adams, les scientifiques pourraient peut-être inciter les moustiques femelles à préférer les mâles stériles aux fertiles, à condition de bien les inciter.
En prévision de leurs essais, des scientifiques de l'AIEA ont élevé des centaines de milliers de moustiques Aedes aegypti dans des laboratoires. (WeRobotics) Mais la technique des insectes stériles n’est qu’une des nombreuses stratégies permettant de cibler le cycle de reproduction de ces insectes sanguinaires. Et bien que très efficace dans de nombreux contextes, cette stratégie n’est pas sans inconvénients.
«L’un des plus gros problèmes est qu’elle ne se perpétue pas elle-même», explique Adams. "Vous finissez souvent par avoir besoin de plus de moustiques que vous ne le pensez."
D'une part, la mise en place de ces centres de laboratoire de sélection et de stérilisation dans le monde entier constituerait un exploit formidable. Au cours de leur petit essai sur une seule communauté au Brésil, WeRobotics et l'AIEA ont attiré plus de 700 000 moustiques - un nombre qui devrait être considérablement augmenté pour répondre même à une fraction des besoins mondiaux. De plus, isoler une population exclusivement masculine en vue de la stérilisation et de la libération n'est pas aussi simple que cela en a l'air et les erreurs peuvent être extrêmement coûteuses. Les femmes sont les sangsues du groupe - et donc les agents de la maladie. La libération accidentelle d'une population même composée de 1% de femmes pourrait en fait aggraver une épidémie, a déclaré Adams.
Heureusement, de nombreuses alternatives existent. Une option consiste à fabriquer des moustiques pouvant transmettre des gènes mortels à leur progéniture, une autre forme de contrôle des naissances sournois. Cette technologie peut être particulièrement puissante lorsqu'elle est conçue parallèlement à un «système génique», essentiellement un élément génétique qui fait son chemin dans toutes les progénitures, quel que soit le parent qui porte le trait. Les lecteurs de gènes se propagent donc à travers les populations à un rythme accéléré, ce qui les rend plus efficaces que des stratégies telles que la technique des insectes stériles: un nombre plus petit d’insectes peut dominer une population sauvage, ce qui soulage quelque peu la nécessité d’une production massive de moustiques.
Certains scientifiques ont exprimé une préoccupation au cours des dernières années: plusieurs de ces méthodes visent à éliminer complètement certaines espèces de moustiques. Et liée à la maladie ou non, une extinction est une extinction.
Mais environ 3 500 espèces de moustiques errent dans le ciel - et beaucoup d’entre elles ont des fonctions écologiques qui se chevauchent, dit Adams. «L'élimination d'une espèce de moustique n'aura pas nécessairement d'énormes conséquences sur l'environnement, compte tenu du nombre de milliers d'entre elles», explique-t-elle. "Mais bien sûr, nous devrions toujours procéder avec prudence."
Une alternative au génocide total consiste à introduire l'immunité contre les parasites ou les virus dans une population de moustiques. Couplée à des gènes, cette technologie pourrait potentiellement créer une lignée durable d’insectes qui sont libres de consommer du sang au contenu de leur cœur - et parfaitement exempts de maladie.
Bien sûr, ces méthodes ne sont pas non plus infaillibles. Tout comme les bactéries, les virus et les parasites développent une résistance aux médicaments, les moustiques peuvent se transformer en gènes génitaux et autres types de manipulation de l’ADN. Même si cela se produit à faible taux, un individu pourrait rapidement propager son hoquet génétique sur les générations futures, annulant des années d'effort.
Bouyer souligne que les accidents avec mutations peuvent être contournés en utilisant la technique d'insectes stériles basée sur l'irradiation originale: Il n'est pas facile de trouver une solution génétique à l'infertilité d'un partenaire sexuel. En outre, bien que des techniques d'insectes stériles soient utilisées depuis des décennies, ajoute-t-il, des modifications génétiques sophistiquées et invasives pourraient rencontrer davantage d'obstacles sur le chemin de la commercialisation, en raison de la réglementation stricte en matière d'OGM dans de nombreux pays.
Aucune stratégie de contrôle des moustiques ne constitue une panacée en soi. Toutefois, ajoute-t-il, certaines de ces techniques pourraient être utilisées efficacement de manière combinée. Comme c'est le cas pour les médicaments et autres drogues, il est beaucoup plus difficile pour une population de développer une résistance lorsqu'elle combatte plusieurs adversaires à la fois.
Quoi qu'il en soit, Meier est enthousiasmé par la possibilité de nouveaux passagers pour Air Mosquito. «Nous ne sommes que la limousine», dit-il en riant. “Ce que les moustiques entrent dans la limousine est à la charge d'autres experts. De notre côté, tant qu'il y aura des moustiques, la [goutte] fonctionnera, quelle que soit la manière dont ils ont été modifiés. ”
