Les tiques sont la principale cause des maladies à transmission vectorielle en Amérique du Nord. Cependant, les outils moléculaires pour étudier et modifier génétiquement ces arthropodes accusent un retard par rapport à d'autres insectes vecteurs comme les moustiques. Une nouvelle recherche publiée dans la revue iScience marque une première : elle a permis de modifier l'ADN des tiques à pattes noires (tiques du cerf) et d'obtenir avec succès l'éclosion d'une couvée larvaire mutée à partir de leurs œufs. Les chercheurs ont visé des gènes impliqués dans le développement des pièces buccales et de l'armure de l'animal.
"L'objectif était de combler les lacunes dans la recherche sur les tiques", explique Monika Gulia-Nuss, biologiste des vecteurs à l'Université du Nevada, Reno, auteure principale de l'étude. "Nous voulions développer des outils similaires à ceux utilisés pour les moustiques, afin de mieux comprendre la biologie des tiques à un niveau moléculaire approfondi."
CRISPR/Cas9 est un outil d'édition génétique puissant, applicable à de nombreux organismes pour modifier de façon héréditaire les traits de leur descendance. Mais son utilisation chez les tiques fait face à des défis techniques. "Les tiques sont coriaces", note Andrew Nuss, biologiste des arthropodes à l'Université du Nevada, Reno, et co-auteur. Leurs œufs, fragiles et résistants, sont pondus à l'automne pour éclore au printemps. Recouverts d'une épaisse couche cireuse anti-déshydratation et protégés par une coquille dure, ils abritent une pression osmotique élevée, rendant les injections périlleuses. Le long cycle de vie et le stade embryonnaire peu connu compliquent encore la tâche.
"De nombreux chercheurs ont échoué par le passé", indique Nuss. Sur cinq ans, "nous avons testé tout ce qui n'avait pas été essayé".
Pour modifier la progéniture des tiques du cerf, l'équipe a d'abord supprimé l'organe produisant la couche cireuse chez les femelles, produisant des œufs sans protection. Deux méthodes d'administration des réactifs CRISPR/Cas9 ont été testées : injection chez les femelles gravides ou directement dans les embryons fraîchement pondus. Pour ces derniers, un traitement au sel a réduit la pression interne et ramolli la coquille, permettant des piqûres avec une aiguille 100 fois plus fine qu'un cheveu humain. Des milliers d'œufs ont été injectés.
En preuve de concept, deux gènes contrôlant les pièces buccales et la cuticule ont été supprimés dans la génération suivante. Le séquençage des larves survivantes a révélé un taux de réussite comparable à celui d'autres insectes dans les études CRISPR. Toutes les tiques ont survécu aux injections ; environ 10 % des œufs injectés ont éclos en larves.
Wannes Dermauw, entomologiste à l'Institut flamand de recherche en agriculture (Belgique), non impliqué dans l'étude, qualifie cela de "percée". Cela permettra d'étudier les gènes clés dans la transmission de maladies comme la borréliose de Lyme.
Monika Gulia-Nuss et Andrew Nuss voient dans ces outils de nouvelles opportunités pour explorer la biologie moléculaire des tiques. Ils visent à améliorer les taux de transformation et à cibler les gènes responsables de leur rôle de vecteurs pathogènes, potentiellement pour les rendre moins infectieux.
"C'était nécessaire depuis longtemps", conclut Nuss. "Il reste tant d'inconnues sur les tiques."
Correction (16 février 2022) : Le nom de l'auteure Monika Gulia-Nuss était précédemment mal orthographié. Il est désormais corrigé.
