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Recent Advancements in Pathogenic Mechanisms, Applications and Strategies for Entomopathogenic Fungi in Mosquito Biocontrol

by Yujie Qin
Journal of Fungi

Published: 13 July 2023

[Image] Two invasion pathways of EPF in mosquitoes: cuticle and digestive tract routes. EPF infect mosquito adults, eggs, and pupae through contact with the cuticle. Larvae can be infected through both the cuticle and digestive tract routes. Fungal conidia attach to the cuticle and germinate to form germ tubes, which either penetrate the cuticle directly or develop appressoria at the end of the germ tubes to penetrate the cuticle. Once the cuticle is breached, hyphal bodies rapidly developed in the hemolymph of adult. In eggs, the growth of hyphal bodies inside can cause incomplete embryogenesis or spontaneous premature eclosion. Toxic metabolites can disrupt the balance of microorganisms in the midgut and accelerate mosquito mortality. In pupae, cuticle infection can lead to death or accelerated molting. In larvae, similar to adults, conidia can infect through the cuticle and enter the hemolymph. Additionally, conidia can be ingested and grow within the digestive tract. The fungus can penetrate the peritrophic membrane of the midgut to enter the hemolymph.

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NDÉ

Traduction

Les maladies fongiques sont très répandues parmi les insectes et jouent un rôle crucial dans la régulation naturelle des populations d'insectes. Les moustiques, connus comme vecteurs de nombreuses maladies infectieuses, constituent une menace importante pour la santé humaine.

Les champignons entomopathogènes (EPF, pour Entomopathogenic fungi) sont apparus comme des agents alternatifs très prometteurs aux insecticides chimiques pour lutter contre les moustiques à tous les stades de leur cycle de vie, en raison de leur voie d'infection unique par contact direct avec la cuticule de l'insecte.

Ces dernières années, des progrès significatifs ont été réalisés dans la compréhension des voies d'infection et des mécanismes pathogènes des EPF contre les moustiques. Diverses stratégies impliquant l'utilisation de l'EPF seul ou en combinaison avec d'autres approches ont été employées pour cibler les moustiques à différents stades de développement. En outre, l'application des technologies génétiques aux champignons a ouvert de nouvelles voies pour améliorer l'efficacité anti-moustique des EPF.

Cette étude présente un résumé complet des avancées récentes dans notre compréhension des mécanismes pathogènes des EPF, de leurs applications dans la gestion des moustiques, de la combinaison des EPF avec d'autres approches et de l'utilisation des technologies transgéniques. Les problèmes de biosécurité associés à leur utilisation et aux approches correspondantes sont également abordés.

Les progrès récents suggèrent que les EPF ont le potentiel de servir d'outil biologique futur pour contrôler les moustiques vecteurs.

"La ressource s’amenuise, le prix grimpe. La faute à la surexploitation et au réchauffement de la Planète : le prix continuera donc à grimper. D’ores et déjà, il faut compter 3 fois le prix de l’or, au poids, sur les marchés de Pékin. Il faut dire que ça soigne tout, du cancer à l’impuissance.

Un yartsa gumbu valable se présente comme un bâtonnet de 5 à 10 cm composé d’une chenille morte (Thitarodes sp., Lép. Hépialidé) prolongée par la fructification d’un champignon (Ophiocordyceps sinensis, Ophiocordycipitacée). On le déterre sur les hauts-plateaux himalayens, au-dessus de 3 200 m. Parasitée, la chenille souterraine et rhizophage, sans doute manipulée, se rapproche de la surface d’où le champignon pointe. Il suffit de creuser un peu pour dégager sans le briser le précieux bâtonnet.

Trois chercheurs californiens ont analysé les facteurs responsables de la raréfaction du yartsa gumbu, au moyen d’enquêtes auprès des récolteurs, des collecteurs et des marchands (une cinquantaine de données), par une revue de toutes les publications scientifiques et en interviewant quelque 800 personnes dans 4 pays : Népal, Bhoutan, Inde et Chine. Ils ont pu ainsi dessiner une carte de répartition, complétée des données géographiques et climatiques, montrant que le yartsa gumbu prospère à proximité des terrains à permafrost.

Leur modèle mathématique désigne le climat, qui évolue vers des hivers moins froids, comme coresponsable de la raréfaction des chenilles-champignons. Les habitants récolteurs, du fait de plusieurs facteurs anthropiques, d’échelles différentes, risquent d’être peu à peu privés d’une ressource complémentaire importante. Quant aux malades et autres impuissants, ils ne manquent pas d’autres remèdes aussi traditionnels que magiques."

Article source (gratuit, en anglais)

The demise of caterpillar fungus in the Himalayan region due to climate change and overharvesting | PNAS, 22.10.2018 http://www.pnas.org/content/early/2018/10/16/1811591115

Photo : une petite poignée de yartsa gumbu

À (re)lire : Une ressource médicale himalayenne extraordinaire, par Michèle van Panhuys-Sigler. Insectes n° 171 (2013-4) 

... L’ingrédient actif du NUC-7738 s’appelle la cordycépine, qui a été découverte pour la première fois dans l’espèce de champignon parasite Ophiocordyceps sinensis (également connu sous le nom de champignon chenille car il tue et momifie les larves de papillons de nuit), utilisé comme remède à base de plantes dans la médecine traditionnelle chinoise depuis des siècles.

Guru Med, 12.10.2021

• L’étude publiée dans Clinical Cancer Research : The novel nucleoside analogue ProTide NUC-7738 overcomes cancer resistance mechanisms in vitro and in a first-in-human Phase 1 clinical trial et présentée sur le site de l’Université d’Oxford : Anti-cancer drug derived from fungus shows promise in clinical trials.

Image d’entête : des champignons Ophiocordyceps sinensis se développant à partir de chenilles. (Université d’Oxford)

Il existe de nombreux types de champignons qui infiltrent les insectes afin de se reproduire, mais la plupart d'entre eux tuent leur hôte et libèrent ensuite des spores. Nous avons, par exemple, pour celui le plus décrit sur GuruMeditation, le champignon Cordyceps qui manipulent l’esprit des fourmis afin de se propager le plus efficacement possible. Récemment, deux nouvelles espèces de champignons ont été découvertes au Danemark et elles consomment leur hôte de l'intérieur...

Par Guru Med | 17 Déc 2020

• L’étude publiée dans The Journal of Invertebrate Pathology : Strongwellsea tigrinae and Strongwellsea acerosa (Entomophthorales: Entomophthoraceae), two new species infecting dipteran hosts from the genus Coenosia (Muscidae) et présentée sur le site de l’Université de Copenhagen : Two tough fungi discovered in Denmark: devour flies from within.

The lancet fluke (Dicroceolium dendriticum) is one of the most well-known and oft-cited example of parasite host manipulation. But in most people's mind, it often gets mixed up with the Cordyceps zombie ant fungus, which is understandable given that they both (1) manipulate an ant's behaviour, and (2) makes it climb onto vegetation. But that's where the similarities ends.

The lancet fluke and the zombie ant fungus are very different organisms, with very different plans for their ant host. First of all, the lancet fluke is a a type of parasitic flatworm which infects three different host animals throughout its life cycle - unlike the fungus which only infect the ant. And whereas the zombie ant fungus kills its host once it has reached the desire location to disperse its spore, the lancet fluke's endgame is to use ant as a way of reaching a mammal's belly, and it will make the ant repeat the climbing routine until that is accomplished.

Parasite of the Day, 03.07.2018

• 3D virtual histology at the host/parasite interface: visualisation of the master manipulator, Dicrocoelium dendriticum , in the brain of its ant host | Scientific Reports
  https://www.nature.com/articles/s41598-018-26977-2

[via] MoiParasite sur Twitter, 03.07.2018 https://twitter.com/MoiParasite/status/1014056232594878464

"On sait beaucoup de choses sur la petite douve du foie (des infos à trouver dans #MoiParasite), ce parasite qui contrôle le comportement des fourmis pour faciliter leur ingestion par des herbivores. On en sait aujourd'hui + grâce à ces tomographies 3D..."