On pourrait penser qu'il est difficile d'extraire la salive d'un moustique. Et vous avez raison. Pourtant, comme les moustiques propagent des maladies par leur salive, il est essentiel de prélever des échantillons et de les étudier.
Mais Anita Saraf ne collecte pas elle-même la salive de moustique : elle la lui fait livrer afin qu'elle puisse en découvrir les secrets scientifiques.
Saraf est directrice du laboratoire de spectrométrie de masse et de protéomique analytique de l'Université du Kansas, où elle utilise la protéomique par fusil de chasse pour analyser des échantillons biologiques – une science fondamentale qui sous-tend de nombreuses thérapies médicamenteuses.
La collecte de salive de ces moustiques est difficile en raison de la petite taille de l'échantillon, ce qui constitue une limitation courante dans ce type d'expériences. Nos collaborateurs du Service de recherche agricole de l'USDA ont placé la bouche des moustiques dans un tube, puis ont stimulé la salivation et ont recueilli la salive.
Anita Saraf, directrice du laboratoire de spectrométrie de masse et de protéomique analytique, Université du Kansas
Aujourd'hui, grâce à une nouvelle subvention de deux ans de 250 000 dollars par an du National Bio and Agro-Defense Facility du ministère américain de l'Agriculture, Saraf analyse actuellement ces échantillons de salive de moustique non infectieuse dans la lutte contre les « arbovirus » – terme désignant les virus propagés par des arthropodes comme les moustiques.
Il s'agit notamment du virus du Nil occidental, de la fièvre jaune, de la dengue, de l'encéphalite japonaise et d'autres virus qui peuvent nuire ou tuer les humains, les animaux et les plantes. L'USDA s'intéresse aux applications vétérinaires des résultats de ces recherches, mais les travaux de Saraf pourraient également servir de base à des thérapies pour les humains.
« L'USDA veut étudier la manière dont le virus affecte le système immunitaire et les changements au niveau moléculaire, en particulier le protéome de la salive du moustique », a déclaré Saraf. « Lorsqu'un virus infecte un moustique, il altère les protéines et d'autres composants de base du moustique, de la même manière que le paludisme affecte son hôte humain au fil de sa progression à travers différents stades. »
L'analyse protéomique de la salive par Saraf est une réussite grâce à l'utilisation de méthodes de traitement d'échantillons très efficaces en tandem avec l'analyse au fusil de chasse. Cette approche est efficace avec de très faibles volumes ou quantités d'échantillons comme, par exemple, la salive de moustique difficile à obtenir.
« Dans notre centre de spectrométrie de masse à l'Université du Kansas, nous utilisons la protéomique shotgun, la chromatographie liquide à l'échelle nanométrique couplée à la spectrométrie de masse en tandem, ou nLC-MS, qui ne nécessite qu'une quantité minimale de protéines de l'ordre du nanogramme, ce qui la rend idéale pour ces types d'échantillons biologiques », a déclaré Saraf. « La sensibilité de notre installation est cruciale car, sans elle, nous aurions besoin de quantités de protéines beaucoup plus importantes. Une fois que nous recevons les échantillons de salive, nous nous occupons de tout le traitement, de la préparation et de la digestion des échantillons pour les préparer à l'analyse par spectrométrie de masse. Nous disposons des équipements les plus récents et d'une installation spéciale, qui nous confère une sensibilité élevée, nous plaçant à l'avant-garde de cette recherche. »
Les données sont analysées au cœur de la spectrométrie de masse de l'Université du Kansas pour mieux comprendre comment les propriétés moléculaires de la salive des moustiques peuvent changer dans différentes conditions.
« Après la collecte des données, l'analyse nécessite un post-traitement approfondi, notamment l'interprétation et la comparaison, pour lesquelles j'ai plus de 24 ans d'expérience », a déclaré Saraf. « C'est ainsi que nous avons établi une collaboration avec l'USDA. »
Selon la chercheuse de KU, l'approche de son laboratoire pour analyser les protéomes est robuste et plus sensible que d'autres méthodes, permettant des études temporelles beaucoup plus détaillées.
« Nous envisageons d'étudier ces changements dans différentes conditions, notamment les variations environnementales chez le moustique après une infection virale », a-t-elle déclaré. « L'accent est mis sur la salive du moustique, un élément essentiel car, comme pour le parasite (Plasmodium) responsable du paludisme, les arbovirus se transmettent par la salive lorsque le moustique pique. »
Saraf et son équipe analyseront également la salive d'un groupe témoin de moustiques non infectés par le virus, mais maintenus dans les mêmes conditions d'alimentation et pendant la même durée d'infection que le groupe test. L'objectif final est d'identifier des protéines spécifiques d'intérêt pour de futures études d'interaction hôte-vecteur-virus, qui pourraient devenir des cibles potentielles pour des thérapies médicamenteuses.
Jusqu'à présent, l'équipe de Saraf a travaillé avec des moustiques non infectés pour établir des données de référence. Une fois les protocoles d'inactivation approuvés et autorisés, les travaux comprendront des échantillons de moustiques infectés par des arbovirus de niveau de biosécurité 2 (BSL-2).
« Nous identifierons les différences et les changements au niveau du protéome en comparant les échantillons témoins et infectés à différents stades », a déclaré le chercheur de l'Université du Kansas. « L'objectif est de déterminer les changements protéiques qui se produisent, car ils peuvent potentiellement servir de candidats au développement de vaccins. Nous devrons d'abord sélectionner des candidats, c'est pourquoi nous utilisons des témoins dans les mêmes conditions sans infection. Nous devons soigneusement charger des quantités égales de protéines des deux pour garantir des comparaisons précises ; en gros, nous pourrons comparer des « pommes avec des pommes ». »
Le produit du travail de Saraf est une liste des changements protéiques, à la fois qualitatifs et quantitatifs, pour renforcer les preuves à la disposition des autres chercheurs et développeurs de médicaments.
« La dernière fois, nos collaborateurs de l'USDA ont trouvé la liste très intéressante et elle correspondait à ce qui avait été rapporté dans la littérature », a-t-elle déclaré. « L'objectif sera de sélectionner des candidats pour une étude plus approfondie. »
