Comment les moustiques repèrent les personnes : dioxyde de carbone, chaleur et odeur de la peau

Le dioxyde de carbone lance la recherche

Un moustique en chasse commence par suivre un panache de dioxyde de carbone. Chaque respiration en libère, et ce gaz se propage sous le vent assez loin pour avertir une femelle qu'un hôte à sang chaud se trouve à proximité. Sorrells et ses collègues, dans un article publié dans eLife en 2022, ont mis en évidence un fait important concernant ce premier signal. En travaillant sur Aedes aegypti, ils ont émis une seule impulsion de dioxyde de carbone de cinq secondes, puis observé le comportement qui suivait. Les femelles sont restées dans un état de chasse accentué pendant plus de dix minutes, devenant bien plus réactives à la chaleur corporelle. Certaines se nourrissaient de substituts de repas sanguin jusqu'à quatorze minutes après l'exposition initiale. Cet état n'apparaissait que chez les femelles non nourries en quête de sang ; les femelles récemment nourries et les mâles ne le présentaient pas. Le dioxyde de carbone, autrement dit, ne se contente pas d'attirer. Il bascule le moustique dans un mode de recherche persistant.

La chaleur corporelle et l'infrarouge à courte distance

Une fois le moustique à proximité, la chaleur devient une boussole utilisable. Chandel et ses collègues, dans Nature en 2024, ont montré que les femelles d'Aedes aegypti perçoivent le rayonnement infrarouge thermique émis par la peau humaine. Les auteurs qualifient l'infrarouge de signal directionnel de moyenne portée remarquable, qui agit avec d'autres sens et non seul. Les femelles préféraient une source infrarouge jusqu'à environ 70 cm ; au-delà, la préférence chutait fortement, atteignant un indice de préférence de 0,15 à 80 cm et nul à 90 cm. L'ajout de dioxyde de carbone, d'odeur humaine et d'infrarouge à 34 degrés Celsius doublait le comportement de recherche d'hôte. L'indice de recherche d'hôte est passé de 6,50 % à 12,93 %. L'attraction culminait à 34 degrés Celsius, la température de la peau humaine.

L'interrupteur moléculaire de la détection de la chaleur

Le signal infrarouge dépend d'un canal thermosensible spécifique. Chandel et ses collègues indiquent que la détection de l'infrarouge thermique nécessite TRPA1, un canal ionique exprimé dans les neurones situés à l'extrémité de l'antenne du moustique. Deux opsines l'accompagnent dans ces neurones et accroissent la sensibilité lorsque l'intensité infrarouge est faible. Le système se comporte comme un thermomètre réglé sur la peau. La préférence suivait l'écart de température entre la cible et l'air ambiant, si bien que le signal s'estompe à mesure que l'environnement approche la température de la peau. Ce détail explique pourquoi les moustiques chassent moins pendant la partie la plus chaude d'une journée très douce et pourquoi la combinaison des signaux importe. La chaleur seule achève rarement le trajet ; elle resserre l'approche finale une fois que le dioxyde de carbone et l'odeur ont déjà rapproché l'insecte.

L'odeur de la peau est personnelle

Certaines personnes attirent plus de piqûres que d'autres, et De Obaldia et ses collègues en ont examiné la raison. Dans Cell en 2022, ils ont testé 64 sujets sains. Chacun portait des manches en nylon sur les avant-bras pendant six heures après lavage, et le tissu porté servait dans des tests d'olfactométrie à deux choix avec Aedes aegypti. L'équipe a mené plus de 2 330 essais comportementaux sur 174 jours d'expérience. Les préférences se sont révélées remarquablement stables sur des mois et des années, et se maintenaient pour deux souches sauvages de moustiques. Le sujet le plus attractif obtenait un score quatre fois supérieur au deuxième plus attractif, et plus de 100 fois supérieur aux deux moins attractifs. Le travail chimique a relié ce classement à des acides carboxyliques cutanés élevés, notamment les acides pentadécanoïque, heptadécanoïque et nonadécanoïque.

Aucun récepteur unique n'explique l'attraction

L'équipe de De Obaldia a aussi testé si une seule voie de récepteurs contrôle l'attractivité d'une personne. Des moustiques mutants dépourvus des co-récepteurs ionotropiques Ir8a, Ir25a ou Ir76b montraient une attraction fortement réduite envers l'odeur humaine en général, mais ils distinguaient toujours les sujets très attractifs des sujets peu attractifs. Les mutants Orco conservaient le classement de préférence du type sauvage. Ce résultat signifie qu'aucune voie de récepteurs unique n'explique la différence entre les personnes. Les mélanges d'odeurs, les niveaux d'acides et d'autres composés y contribuent tous. Pour un lecteur cherchant à comprendre les taux de piqûres personnels, c'est un contexte utile. L'attractivité n'est ni une seule substance chimique ni un seul gène chez le moustique. C'est un signal composite issu de la peau humaine, et l'insecte le lit via plusieurs systèmes parallèles.

Les bactéries cutanées façonnent le mélange

Les microbes cutanés contribuent à produire les substances chimiques que les moustiques sentent. Verhulst et ses collègues ont publié en 2011 dans PLoS ONE une étude testant cela avec Anopheles gambiae sensu stricto, un vecteur du paludisme. Quarante-huit hommes adultes volontaires âgés de 20 à 64 ans y ont participé, et les émanations prélevées sur leurs pieds ont été testées face à un étalon d'ammoniac dans des bioessais en olfactomètre. Les individus très attractifs présentaient une abondance bactérienne significativement plus élevée mais une diversité plus faible que les individus peu attractifs. À une profondeur de séquençage de 1000, la diversité phylogénétique était 38 % plus élevée dans le groupe peu attractif. Les espèces de Staphylococcus étaient 2,62 fois plus abondantes dans le groupe très attractif, tandis que les espèces de Pseudomonas étaient 3,11 fois plus abondantes dans le groupe peu attractif. Les auteurs concluent que la composition du microbiote cutané influence directement l'attraction de l'hôte.

Pourquoi cela compte pour la prévention

La préférence pour la piqûre humaine est en partie un trait héréditaire des populations de moustiques, et non une caractéristique fixe de chaque espèce. McBride et ses collègues, dans Nature en 2014, ont étudié les formes domestique et forestière d'Aedes aegypti au Kenya. Les femelles forestières préféraient un cobaye, tandis que les femelles domestiques préféraient faiblement l'humain et répondaient globalement environ deux fois plus souvent. Les auteurs ont relié ce changement à une expression accrue et à une sensibilité accrue du ligand du récepteur olfactif Or4, qui répond à une fraction d'odeur humaine correspondant à la 6-méthyl-5-heptén-2-one, appelée sulcatone. Sept allèles majeurs d'Or4 ségrégeaient dans les populations étudiées, et les deux effets expliquaient ensemble 92 % de la variation. Cette recherche explique pourquoi le dioxyde de carbone, la chaleur et la chimie de la peau se combinent en un système de chasse si efficace, et pourquoi les barrières physiques et des répulsifs correctement spécifiés restent une protection pratique.

Sources

• Nature : le rayonnement infrarouge thermique oriente le comportement de recherche d'hôte chez le moustique Aedes aegypti
• Cell : l'attrait différencié des moustiques pour les humains est associé aux niveaux d'acides carboxyliques dérivés de la peau
• eLife : un état comportemental persistant permet aux moustiques une prédation soutenue sur les humains
• PLoS ONE : la composition du microbiote cutané humain influe sur l'attrait exercé sur les moustiques du paludisme
• Nature : l'évolution de la préférence des moustiques pour l'humain est liée à un récepteur olfactif