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Utiliser les rayons X pour contrôler les populations de moustiques

Une étude examine les effets des rayons X sur les moustiques Aedes aegypti pour réduire la propagation des maladies.

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Aedes Aegypti est un moustique courant qu'on trouve surtout dans les zones tropicales. Ce type de moustique est connu pour transmettre des maladies comme la dengue, le chikungunya et le virus Zika. Actuellement, il n'y a pas de vaccins très efficaces pour traiter ces maladies, mais certains sont en phase de test. L'Organisation mondiale de la santé recommande des vérifications régulières pour détecter les Larves de moustiques et d'utiliser des méthodes de contrôle adaptées pour gérer les populations de moustiques. Cependant, il y a des problèmes, comme la résistance aux insecticides et la gestion des petites zones où les moustiques se reproduisent.

Au cours de la dernière décennie, plusieurs nouvelles techniques ont été mises en place pour améliorer les méthodes de contrôle traditionnelles des moustiques. Certaines incluent la libération de moustiques génétiquement modifiés pour changer la population de moustiques sauvages, l'utilisation de mâles spéciaux qui ne se reproduisent pas et des techniques qui empêchent la ponte des œufs. Une autre méthode consiste à utiliser des moustiques irradiés pour réduire la reproduction. À cause de préoccupations sociales et réglementaires, certaines de ces méthodes rencontrent des défis, tandis que l'utilisation de la radiation semble être une option plus sûre.

Les recherches montrent que les différents stades de vie des moustiques réagissent différemment à la radiation. Des facteurs comme l'âge et le stade de vie peuvent influencer la sensibilité des moustiques à la radiation. On sait que les différents stades ont des durées de vie différentes, donc comprendre comment la radiation impacte les différentes espèces est encore en cours de développement. La plupart des études se sont concentrées sur les nymphe, qui est le stade avant que les moustiques ne deviennent adultes. Cependant, il y a eu peu de recherches sur l'impact de la radiation sur les œufs ou les jeunes larves.

Cette étude se concentre sur comment l'exposition des œufs d'Aedes aegypti aux radiations X affecte leur développement et leur capacité à se reproduire. En apprenant à utiliser la bonne quantité de radiation, on peut trouver une méthode adaptée pour le contrôle des moustiques.

Élevage de Moustiques

Dans cette étude, des moustiques Aedes aegypti ont été collectés d'une zone spécifique à Bangkok. Une colonie spécifique de moustiques, qui contient une bactérie appelée Wolbachia, a été créée. Ces moustiques ont été élevés dans des conditions contrôlées. Les moustiques étaient gardés dans un espace fermé où la température, l'humidité et la lumière étaient soigneusement surveillées. Ils ont été nourris avec une solution de sucre et ensuite donnés des repas de sang pour encourager la ponte.

Les œufs ont été collectés des femelles et préparés pour le processus d'irradiation. Après quelques jours de ponte, les papiers contenant les œufs ont été rassemblés, séchés, et préparés pour l'exposition aux Rayons X.

Processus d'Irradiation aux Rayons X

Dans l'expérience, 2 000 œufs d'Aedes aegypti non infectés par Wolbachia ont été divisés en cinq groupes, chacun contenant 400 œufs. Quatre groupes ont été exposés à différentes doses de radiation aux rayons X (1 Gy, 3 Gy, 5 Gy, et 7 Gy), tandis qu'un groupe a été gardé en contrôle sans exposition. Les œufs ont été transportés dans un établissement qui réalise l'irradiation. Après l'exposition à la radiation, les œufs ont été ramenés au labo pour d'autres observations.

Les œufs ont été placés dans de l'eau déionisée pour éclore. Une fois que les larves ont émergé, elles ont été placées dans de petites plateaux où leur croissance a été surveillée et soignée. Les larves mortes ont été retirées chaque jour, et leur nombre a été enregistré.

Quand les larves se sont transformées en nymphe, elles ont été triées par sexe. Les mâles et femelles ont été gardés dans des cages séparées et nourris avec de l'eau sucrée.

Test de Stérilité

Après que les moustiques aient atteint la maturité, divers paires de reproduction croisée ont été mises en place pour voir comment la radiation affectait leur capacité à se reproduire. Les mâles qui ont éclos d'œufs irradiés ont été appariés avec des femelles non irradiées, et vice versa. De plus, un groupe de moustiques normaux a également été étudié pour comparaison. Les femelles qui ont été nourries avec du sang ont été placées dans de petites tasses pour pondre leurs œufs. Le nombre d'œufs pondus et combien d'entre eux ont éclos ont été enregistrés pour évaluer les niveaux de fertilité.

Les mêmes procédures ont été suivies pour le groupe de moustiques infectés par Wolbachia tout en suivant les résultats pour les deux types.

Résultats : Aedes aegypti de Type Sauvage

Les résultats des moustiques Aedes aegypti de type sauvage ont indiqué que les doses de radiation de 3 Gy et 5 Gy réduisaient significativement le nombre de larves qui se développaient avec succès. Bien qu'il y ait eu quelques problèmes observés avec les nymphes à des doses plus élevées, les résultats étaient prometteurs pour le contrôle des populations de moustiques.

Pour les mâles nés d'œufs irradiés, les données ont montré une forte diminution du nombre d'œufs produits et du nombre d'œufs qui ont éclos, particulièrement à des doses de 3 Gy et plus. À 7 Gy, presque tous les mâles sont devenus stériles. De même, les femelles ont également montré une baisse significative de la production d'œufs et des taux d'éclosion, avec une radiation de 7 Gy menant à une stérilité quasi complète.

Résultats : Aedes aegypti Trans-Infecté par Wolbachia

En ce qui concerne les moustiques infectés par Wolbachia, les résultats étaient un peu différents. La plus faible dose de 1 Gy semblait augmenter le développement des larves au quatrième stade. Cependant, en examinant les taux de mortalité des nymphes à 7 Gy, on a constaté une augmentation notable des décès par rapport au groupe contrôle.

Des schémas similaires ont été observés pour les mâles issus d'œufs irradiés, avec des réductions significatives du nombre d'œufs et des taux d'éclosion à différentes doses, surtout à 5 Gy et 7 Gy. Les femelles ont également montré des niveaux de fertilité réduits, particulièrement à 5 Gy, où elles ont presque atteint la stérilité complète.

Résumé et Conclusion

En résumé, l'irradiation aux rayons X a prouvé son efficacité pour induire la stérilité dans les moustiques Aedes aegypti de type sauvage et ceux infectés par Wolbachia. La dose de 7 Gy a stérilisé efficacement les moustiques de type sauvage mâles et femelles, montrant plus de 92 % de stérilité. Pour les moustiques infectés par Wolbachia, une dose de 5 Gy était suffisante pour atteindre une haute stérilité chez les femelles.

Les résultats suggèrent que l'utilisation de la radiation X sur les œufs de moustiques pourrait être une méthode efficace pour contrôler les populations de moustiques. Cette méthode permet non seulement la distribution des œufs dans des zones éloignées, mais facilite également un contrôle vectoriel plus accessible et rentable, en particulier dans les régions touchées par des maladies transmises par les moustiques. L'étude souligne l'importance de recherches supplémentaires sur l'utilisation de radiations à faible dose à travers différents stades de vie des moustiques pour des stratégies de gestion des nuisibles efficaces.

Source originale

Titre: Effect of egg irradiation on development and sterility of wild-type and Wolbachia trans-infected Aedes aegypti mosquito vectors

Résumé: BackgroundSterile Insect Technique (SIT), Incompatible Insect Technique (IIT) and a combination become the alternative promising vector control approaches. In these approaches, the targeted mosquitoes need to be sterilized and released. So far, the irradiation of mosquitoes has been conducted at the pupae or adult stages. In this study, we investigated the possibility of the X-ray irradiation at the egg stage and also assessed the effect on the development and sterility of both wild-type and Wolbachia trans-infected Aedes aegypti mosquito vectors. Methodology/Principal FindingsThe eggs of Aedes aegypti, both wild-type and Wolbachia trans-infected lines, were irradiated using X-ray at the doses of 1, 3, 5 and 7 Gy. Development of immature stages was observed. For wild-type Aedes aegypti, X-ray irradiation at the doses from 3 Gy decreased the development of the first instar larvae and increased the development of the third instar larvae but there was no effect on pupae when compared to those of the controls (p < 0.05). For Wolbachia trans-infected ones, the irradiation dose as low as 1 Gy could increase the development of the forth-instar larvae while the irradiation dose of 7 Gy induced significantly high mortality in pupae. To assess sterility, males and females emerged from irradiated eggs were mated with the normal ones. Results showed that the irradiation doses for sterilization of Wolbachia trans-infected Ae. aegypti was lower than those of the wild-type ones. The egg hatch rate of both males and females could significantly be reduced from the irradiation dose of 5 Gy in Wolbachia trans-infected Ae. aegypti and 7 Gy in the wild-type ones. Conclusions/SignificanceOur findings revealed the possibility to sterilize both wild-type and Wolbachia trans-infected Ae. aegypti by applying a low-dose X-ray irradiation at the egg stage. Egg irradiation could make an implementation of SIT, IIT or combined IIT/SIT for vector control much more feasible as the sterile dry eggs are easier to distribute and operate when compared to other developmental stages of mosquitoes. Author summaryReleasing sterile males to control Aedes aegypti mosquitoes and the diseases they transmit is one of the alternative environmental friendly approaches. So far, sterilization of mosquitoes has been targeted on the pupae or adult stages. In this study, we investigated the possibility to apply X-ray irradiation at the egg stage which is more feasible and easier to operate. Aedes aegypti eggs, both infected and uninfected with the Wolbachia bacteria, were irradiated by X-ray at the doses of 1, 3, 5 and 7 Gy. Results showed that the irradiation dose of 7 Gy significantly caused more than 92% sterility in both wild-type males and females. However, this irradiation dose could be reduced to 5 Gy to sterilize both males and females infected with Wolbachia. In conclusion, the X-ray irradiation dose of 5 Gy could be an optimum dose for irradiation of Wolbachia-infected Ae. aegypti eggs as it could induce high level of sterility in males and nearly complete sterility in females while the irradiation dose of 7 Gy could induce sterility in both males and females uninfected with Wolbachia. This approach should be useful for the sterile male release programs to control Aedes-transmitted diseases.

Auteurs: Pattamaporn Kittayapong, S. Ninphanomchai, P. Thayanukul, W. Limohpasmanee

Dernière mise à jour: 2024-09-24 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.23.614409

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.23.614409.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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