Contribution of MALDI-TOF Mass spectrometry to the surveillance of mosquito vectors of arboviruses
Apport de la spectrométrie de masse MALO/-TOF à la surveillance des moustiques vecteurs d'arbovirus
Résumé
The Pacific region is regularly affected by epidemics due to the dengue, Zika and chikungunya viruses (DENV, ZIKV and CHIKV). The mosquitoes involved in the transmission of these arboviruses are Aedes aegypti, Aedes albopictus and Aedes polynesiensis, these last two species belonging to the Scutellaris group. The Pacific region also hosts other species of the Scutellaris group, involved or suspected in the DENV transmission. The threat of their dispersal in the Pacific region and other world regions is on the rise due to the expansion of human travel and international trade. The introduction of these species to New Caledonia, where the only known DENV vector is Ae. aegypti, could compromise the control strategy implemented through the World Mosquito Program (WMP). This strategy aims to reduce dengue epidemics by releasing Ae. aegypti infected with Wolbachia in the field, which have a reduced ability to transmit arboviruses. In this context, strengthening entomological surveillance which relies on accurate mosquito species identification is required. In addition, improving the monitoring of WMP implementation in New Caledonia is also necessary. This thesis therefore focused on: (i) optimizing and developing MALDI-TOF (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization - Time Of Flight) mass spectrometry for the identification of mosquitoes in New Caledonia, in the Pacific region and in the world and (ii) developing a tool allowing the detection of Wolbachia in Ae. aegypti by combining the use of MALDI-TOF with modern data analysis techniques. Thus, we demonstrated the ability of MALDI-TOF to identify mosquito species collected from the field, at a local, regional and international scales. This tool also allowed the identification of the Aedes of the Scutellaris group, which are morphologically and phylogenetically closely. In addition, MALDI-TOF, coupled with artificial intelligence techniques, was also able to distinguish Wolbachia-infected and uninfected Ae. aegypti collected from the field. This work has notably underlined the importance of improving the knowledge about the Aedes of the Scutellaris group in order to control these species.
La région Pacifique est régulièrement touchée par des épidémies liées aux virus de la dengue (DENV), du Zika (ZIKV) et du chikungunya (CHIKV). Les moustiques impliqués dans la transmission de ces arbovirus sont notamment Aedes aegypti, Aedes albopictus et Aedes polynesiensis, ces deux derniers appartenant au groupe Scutellaris. Il existe également, dans le Pacifique, d’autres espèces du groupe Scutellaris impliquées ou suspectées dans la transmission du DENV. L’accélération des échanges internationaux pourrait favoriser la dispersion de ces espèces dans toute la région, voire dans le monde. L’introduction de ces espèces en Nouvelle-Calédonie, où le seul vecteur connu de DENV est Ae. aegypti, pourrait compromettre la stratégie de lutte mise en place au travers du World Mosquito Program (WMP). Cette stratégie vise à réduire les épidémies de dengue grâce aux lâchers d’Ae. aegypti infectés par Wolbachia sur le terrain, qui ont une capacité de transmission réduite des arbovirus.Dans ce contexte, un renforcement de la surveillance entomologique via une bonne identification des moustiques est essentiel. Un suivi régulier de l’implémentation du WMP en Nouvelle-Calédonie est également nécessaire. Cette thèse s’est donc intéressée à : (i) optimiser et développer la spectrométrie de masse MALDI-TOF (Matrix Assisted Laser Desorption Ionisation – Time Of Flight) pour l’identification des moustiques en Nouvelle-Calédonie, dans le Pacifique et dans le monde et (ii) à développer un outil permettant la détection de Wolbachia chez Ae. aegypti en associant l’utilisation du MALDI-TOF à des techniques modernes d’analyse des données. Ainsi, nous avons pu démontrer la capacité du MALDI-TOF à identifier les espèces de moustiques capturés sur le terrain, à une échelle locale, régionale et internationale. Cet outil a également permis d’identifier les Aedes du groupe Scutellaris, qui sont morphologiquement et phylogénétiquement proches. Le MALDI-TOF, couplé aux techniques d’analyse de données par l’intelligence artificielle, a également été capable de distinguer les Ae. aegypti infectés ou non par Wolbachia. Ces travaux ont notamment souligné l’importance d’approfondir les connaissances sur les Aedes du groupe Scutellaris, dans une perspective de mieux les contrôler.
Mots clés
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