La drosophile : une mouche qui fait fureur au laboratoire


Par Sara Marullo   -   Collaboration : Fatéma Dodat

Entre génération rapide, similarité génétique avec l’homme et opportunité de découvrir de nouveaux médicaments, la drosophile ou mouche à fruit, représente un allié précieux pour les chercheurs. Retour sur ses avantages et les opportunités thérapeutiques qu'offre cet organisme.


Crédit BD : Sara Marullo




Un organisme avantageux


Pour comprendre les mécanismes biologiques inhérents à l’homme ou tester l’efficacité et l’innocuité de nouvelles molécules, des modèles animaux sont utilisés en laboratoire. L’un des modèles couramment utilisé depuis plus de 100 ans est la mouche à fruit ou Drosophila melanogaster en raison de sa facilité d’élevage et de son faible coût d’entretien. Alors que des modèles murins nécessitent souvent l’étage entier d’un centre de recherche, les tubes d’élevage de drosophiles ne mesurent qu’une dizaine de centimètres et sont stockés par milliers dans quelques mètres carrés.


Par ailleurs, mâles et femelles sont faciles à différencier. Les drosophiles mâles sont reconnaissables grâce à leur abdomen dont l’extrémité est noire alors que celui des femelles est rayé. Elles ont également la particularité d’être de plus grande taille et d’avoir une coloration plus claire lorsqu’elles sont non fécondées. Ce phénomène permet aux chercheurs de directement « sélectionner les vierges », étape indispensable pour s’assurer du patrimoine génétique des descendants après fécondation.

Néanmoins, cette petite mouche est surtout très prisée en raison de la similarité de son patrimoine génétique avec celui de l’Homme. En effet, 60% des gènes de la drosophile sont retrouvés chez l’humain, ce qui fait d’elle un modèle de choix pour l’étude des mécanismes en biologie ou en santé humaine.

Des découvertes biologiques


Comme la génération de drosophiles peut être contrôlée au laboratoire, des organismes génétiquement modifiés ont été conçus afin d’identifier les gènes essentiels à leur développement. Ainsi, en observant la morphologie des drosophiles et les conséquences de ces modifications, des gènes responsables du développement de la drosophile ont été répertoriés : les processus qui conduisent à l’organisation "pattes/ailes/abdomen" sont en grande partie similaires à ceux qui donneront "bras/jambes/tronc" chez l’humain. Ces avancées ont permis aux scientifiques de mieux comprendre les mécanismes relatifs aux problèmes de développement chez l’Homme.


De manière inattendue, le cerveau de la mouche à fruit est également remarquable. Des circuits constitués de plus de 100 000 neurones donnent naissance à des phénomènes physiologiques tels que le cycle circadien, le sommeil, l’apprentissage ou encore la mémoire. Elle a ainsi pu être utilisée pour évaluer l’effet de différentes molécules qui agissent au niveau du système nerveux central sur ces phénomènes ainsi que sur des maladies neurologiques - telles que l’épilepsie, la démence ou encore les tumeurs au cerveau.


De plus, les processus permettant de stocker l’énergie contenue dans l’alimentation observés chez l'humain sont conservés au sein cet organisme. Ainsi, l’insuline, hormone essentielle au métabolisme des glucides et des lipides, et impliquée dans différentes formes de diabètes chez l’homme, possède une hormone homologue chez la drosophile. Cette dernière représente donc un outil intéressant pour identifier les gènes et les mécanismes cellulaires responsable de ces maladies métaboliques.


Enfin, comme la drosophile a un fluide semblable au sang appelé hémolymphe et plusieurs aspects du développement de cellules du système immunitaire similaires à l’homme, elle constitue également un modèle crucial dans l’étude des maladies sanguines chez l’homme telles que la leucémie.


Des différences à considérer


Même si la mouche à fruit représente un atout de taille pour l’étude d’événements physiologiques et cellulaires simples, elle est difficilement exploitable pour des mécanismes plus complexes ou des pathologies multifactorielles. Aussi, deux éléments sont essentiels à considérer lorsqu’elle est utilisée en découverte de médicaments, à savoir le devenir du médicament et ses effets sur l’organisme. Les taux de médicament utilisés ainsi que le transport de celui-ci et sa diffusion dans les tissus peuvent en effet différer entre ce modèle et l’Homme.


L’utilisation de cet organisme en découverte de nouveaux médicaments permet surtout de réduire le temps nécessaire pour identifier des molécules intéressantes à étudier de plus près. Par la suite, la validation peut être menée sur des modèles qui se rapprochent davantage de l’Homme telle que la souris.




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