L’agent synergisant : un allié essentiel pour limiter les insecticides
Une nouvelle cible moléculaire pour un traitement insecticide optimisé à faible dose
Publié le 09 novembre 2020
Une nouvelle cible moléculaire pour un traitement insecticide optimisé à faible dose
Les insecticides sont utilisés pour la prévention, le contrôle ou l’élimination d’insectes ravageurs des cultures. L’utilisation des insecticides a connu un développement important au cours des dernières décennies, ils ont contribué à l’amélioration des rendements agricoles et permis des progrès dans la maîtrise des ressources alimentaires. Cependant la nocivité des insecticides pour les organismes non-cibles et l’environnement soulève l’inquiétude des populations. Du fait de leur usage étendu, aussi bien en zone agricole qu’en zone non agricole, de leur caractère persistant et de la présence de résidus dans les milieux et dans l’alimentation, les insecticides posent un réel problème de santé publique.
Le laboratoire SIFCIR (INRAE - Université d’Angers), par ses compétences multidisciplinaires et ses approches complémentaires, contribue au développement de stratégies innovantes dans la lutte contre les insectes nuisibles dans le but d’optimiser l’efficacité des produits phytosanitaires (insecticides) et répulsifs en accord avec le programme EcoPhyto. Dans le but de réduire les concentrations d’insecticides tout en augmentant l’effet, une stratégie basée sur l’utilisation d’une double association, un agent synergisant (AS) et un insecticide, est développée.
Le répulsif IR3535, utilisé dans cette étude comme un AS, est une molécule qui n’est pas douée de propriétés insecticides. Il agit sur un récepteur membranaire qui n’est pas connu pour être une cible pour les insecticides, le récepteur couplé à une protéine G (RCPG) de type muscarinique de sous-type M1. Lors de cette étude, il a été possible de montrer que l’augmentation de calcium intracellulaire et l’activation d’une voie de signalisation spécifique, consécutive à l’effet de l’agent synergisant sur le RCPG, provoque un changement de conformation de la cible membranaire. Cette modification permet d’augmenter la sensibilité à l’insecticide tout en réduisant les concentrations. Par ailleurs, l’utilisation de cette association permet la sollicitation d’une nouvelle cible membranaire (i.e., le RCPG) pour laquelle il n’existe pas de mécanismes de résistances développés par l’insecte. Par conséquent, cette association synergique permet i) de réduire les concentrations d’insecticides tout en augmentant leur effet et ii) de contourner les phénomènes de résistance connus sur les cibles insecticides classiques.
Partenaires : cette étude a été réalisée par le laboratoire SiFCIR à Angers en partenariat avec l’Institute of Physics, Faculty of Physics, Astronomy and Informatics, N. Copernicus University, Torun, Poland and the Faculty of Biological and Veternary Sciences, N. Copernicus University, Torun, Poland.
Financement : cette étude a été financée en partie par la Direction Générale de l’Armement (Ministère des Armées) / Région Pays de la Loire et le National Science Centre Poland.
Publication associée : Eléonore Moreau, Karolina Mikulska-Ruminska, Mathilde Goulu, Stéphane Perrier, Caroline Deshayes, Maria Stankiewicz, Véronique Apaire-Marchais, Wieslaw Nowak & Bruno Lapied. Orthosteric muscarinic receptor activation by the insect repellent IR3535 opens new prospects in insecticide-based vector control. Scientific reports, (2020) 10:6842. DOI: 10.1038/s41598-020-63957-x
Un insecticide dopé par un agent synergisant nanoencapsulé
Optimiser l’effet du traitement tout en réduisant les doses
L’utilisation non raisonnée d’insecticides depuis quelques décennies a des conséquences non seulement sur l’environnement et la santé humaine mais aussi sur le développement de résistances chez les insectes ravageurs des cultures. Le plan Ecophyto II+ recommande une réduction et une amélioration de l’utilisation des produits phytosanitaires et motive le développement de méthodes de lutte innovantes.
Une des voies de réduction des doses de molécules insecticides est d’améliorer l’efficacité des traitements. L’objectif de cette étude consiste à optimiser l’effet insecticide d’une molécule chimique. Cette optimisation peut se faire par :
- Par l'association de la molécule chimique à un agent synergisant
- et par la formulation de cet agent synergisant sous forme de nanoparticules.
L’utilisation de la deltamethrine nanoencapsulée comme agent synergisant de l’indoxacarbe (un insecticide oxadiazine) permet d’augmenter l’efficacité du traitement.
Lors de cette étude, il a été montré que cet effet synergique s’explique par l’augmentation de la concentration de calcium intracellulaire, induite par la deltamethrine. Par ailleurs, la nanoencapsulation de l’agent synergisant le protège contre les enzymes de détoxication exprimées par l’insecte et permet ainsi d’optimiser l’effet synergique des deux molécules chimiques.
L’effet synergique obtenu avec la deltamethrine nanoencapsulée est plus important que celui des formulations classiques d’insecticides couramment utilisées en agriculture avec des synergistes tels que le piperonyl butoxide (PBO) et permet de réduire les doses d’indoxacarbe utilisées dans le traitement.
Partenaires : cette étude a été réalisée par l'unité SiFCIR à Angers en partenariats avec le National Secretariat of Science, Technology and Innovation (SENACYT), Government Authority of the Republic of Panama, Merck Animal Health, Madison, USA et le laboratoire MINT à Angers pour la fabrication des nanocapsules.
Financements : cette étude a été financée en partie par le National Secretariat of Science, Technology and Innovation (SENACYT), Government Authority of the Republic of Panama (thèse de doctorat) et par Merck Animal Health, Madison, USA.
Publication associée : Javier Pitti Caballero, Laurence Murillo, Olivier List, Guillaume Bastiat, Annie Flochlay-Sigognault, Frank Guerino, Corinne Lefrancois, Nolwenn Lautram, Bruno Lapied, Veronique Apaire-Marchais. Nanoencapsulated deltamethrin as synergistic agent potentiates insecticide effect of indoxacarb through an unusual neuronal calcium-dependent mechanism. Pest. Biochem. Physiol. 2019. https://doi.org/10.1111/1758-2229.12377