Une nouvelle recherche de l’UC Riverside indique qu’il est probable que les protéines responsables de l’activation du sperme de moustique puissent être arrêtées, les empêchant de nager ou de féconder les œufs.
L’étude pourrait aider à contrôler les populations de Culex, le moustique domestique commun qui transmet l’encéphalite cérébrale et le virus du Nil occidental.
« Pendant l’accouplement, les moustiques s’accouplent queue contre queue et les mâles transfèrent le sperme dans l’appareil reproducteur féminin. Il peut y être stocké pendant un certain temps, mais il doit encore aller du point A au point B pour terminer la fécondation », a déclaré Cathy Thaler, UCR. biologiste cellulaire et premier auteur de l’étude.
La clé pour mener à bien ce voyage sont les protéines spécialisées sécrétées lors de l’éjaculation qui activent les flagelles des spermatozoïdes, ou « queues », qui alimentent leur mouvement.
« Sans ces protéines, les spermatozoïdes ne peuvent pas pénétrer dans les ovules. Ils resteront immobiles et finiront par se dégrader », a déclaré Richard Cardullo, professeur de biologie à l’UCR et auteur correspondant de la nouvelle étude.
L’étude, détaillé dans la revue PLOS ONEdétaille un portrait complet de toutes les protéines du sperme de l’insecte, permettant aux chercheurs de trouver celles qui maintiennent la qualité du sperme lorsqu’elles sont inactives et qui les activent également pour nager.
Pour obtenir ces informations détaillées, l’équipe de recherche a travaillé avec une équipe d’étudiants diplômés et de premier cycle qui ont isolé jusqu’à 200 moustiques mâles d’une population plus large. Ils ont ensuite extrait suffisamment de sperme des minuscules voies génitales pour que l’équipement de spectrométrie de masse détecte et identifie les protéines.
Auparavant, l’équipe a déterminé que les spermatozoïdes avaient besoin de calcium lorsqu’ils pénétraient dans l’appareil reproducteur pour propulser le mouvement vers l’avant. « Maintenant, nous pouvons regarder dans le profil protéique complet que nous avons créé, trouver les protéines des canaux calciques et concevoir des expériences pour cibler ces canaux », a déclaré Cardullo.
Ce type de profilage des protéines offre une voie vers le contrôle des moustiques qui est plus respectueuse de l’environnement que d’autres méthodes qui peuvent avoir des effets toxiques involontaires. « Nous avons renoncé à pulvériser des pesticides partout, car cela tue tout, bons et mauvais insectes, et nuit aux autres animaux », a déclaré Thaler.
« Notre travail jette les bases d’une forme de contrôle biologique, qui serait préférable pour la plupart », a ajouté Cardullo.
Le maître mot est contrôle plutôt qu’éradication. Même si l’immobilisation du sperme serait efficace à 100 % pour les moustiques traités, il n’est ni possible ni souhaitable de tuer tous les moustiques. Cette technologie modifierait la proportion de mâles fertiles par rapport aux mâles infertiles dans une population de moustiques donnée, plutôt que de les anéantir tous.
« Les moustiques sont les animaux les plus meurtriers sur Terre. Mais même si les gens les détestent, la plupart des écologistes s’opposeraient à un plan visant à les éradiquer complètement. Ils jouent un rôle important dans la chaîne alimentaire des poissons et d’autres animaux », a déclaré Cardullo.
L’équipe espère que les informations sur les régulateurs de la motilité des spermatozoïdes dans Culex s’appliqueront également à d’autres espèces de moustiques. Alors que le changement climatique s’intensifie, de nombreux autres moustiques, tels que ceux qui transmettent le paludisme, se déplacent dans l’hémisphère nord.
De plus, en savoir plus sur la motilité des spermatozoïdes Culex peut avoir des implications pour l’amélioration de la fertilité chez l’homme.
Cardullo a longtemps étudié le sperme des mammifères, dans l’espoir de développer un contraceptif masculin. Cependant, tout aussi important que la prévention des grossesses non désirées est l’effort d’aider les couples à concevoir. Les taux de fécondité humaine chutent depuis des années, en partie à cause de facteurs environnementaux. Une meilleure compréhension du sperme pourrait aider à surmonter certains de ces facteurs.
« De nombreuses cellules ont des flagelles ou des queues, y compris des cellules respiratoires humaines ainsi que des cellules de nos intestins », a déclaré Cardullo. « Ce que nous apprenons dans un système, comme les moustiques, peut se traduire dans d’autres. »
Plus d’information:
Catherine D. Thaler et al, Utilisation du protéome du sperme de Culex pipiens pour identifier les éléments essentiels à la reproduction des moustiques, PLOS ONE (2023). DOI : 10.1371/journal.pone.0280013