Mode d'action des insecticides et résistance (1988-1994)
De 1987 à 1994, mes recherches doctorales ont principalement porté sur l’étude des mécanismes génétiques et physiologiques de la résistance des insectes aux pyréthrinoïdes. Les recherches ont été réalisées dans le cadre d'une étroite collaboration entre le Département de phytopharmacie de l'INRA à Versailles et le Laboratoire de Neurobiologie Cellulaire et Moléculaire du CNRS à Gif-sur-Yvette.
Les pyréthrinoïdes sont des insecticides synthétiques qui dérivent des pyréthrines naturelles produites par les fleurs de pyrèthre et de chrysanthème. Beaucoup moins toxiques pour les mammifères et moins persistants que les insecticides carbamates, organophosphorés ou organochlorés, les pyréthrinoïdes sont couramment utilisés en agriculture et dans la lutte contre les moustiques et mouches vecteurs de maladies. Ce sont des insecticides neurotoxiques qui perturbent la propagation de l'influx nerveux dans les cellules nerveuses (neurones) des insectes. Chez l'insecte sensible, cette action neurotoxique se traduit par un rapide effet de choc, suivi d'une paralysie potentiellement mortelle. Au niveau moléculaire, les pyréthrinoïdes agissent principalement sur des protéines membranaires des neurones : les canaux sodiques dépendant du potentiel. Ces protéines sont constituées d'un pore transmembranaire appelé canal, dont l'ouverture et la fermeture est en partie responsable de la propagation de l'influx nerveux dans les neurones.
La célèbre mouche du vinaire ou la drosophile, Drosophila melanogaster, est un modèle de choix pour étudier la résistance. Facile à élever et à manipuler en laboratoire, elle se reproduit très rapidement (une génération environ toutes les deux semaines) . Des souches résistantes et sensibles à la deltaméthrine, un puissant pyréthrinoïde, ont été sélectionnées pendant plusieurs années à la station de Phytopharmacie de l'INRA à Versailles (France). Afin d'étudier la sensibilité du système nerveux de ces mouches, une nouvelle technique électrophysiologique d'enregistrement in vivo de l'activité nerveuse a été mise au point (Peyronnet et al., 1993). Grâce à cette dernière, nous avons montré que la résistance à la deltaméthrine est due à des modifications de l'activité du système nerveux. Des expériences de croisements génétiques ont en outre permis de conclure que ces modifications étaient contrôlées par au moins deux gènes différents, situés sur deux chromosomes distincts (Peyronnet et al., 1994). Enfin des expériences biochimiques de liaison avec des toxines spécifiques (Saxitoxine, Batrachotoxine) suggèrent une modification dans la structure même des canaux sodiques dépendants du potentiel.
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| Enregistrement |
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| Électrodrosophilogrammes |
(a) Immobilisée dans une goutte de cire, la drosophile vivante est empalée avec deux microélectrodes dont la pointe est très fine. L'électrode d'enregistrement (Rec) est insérée dans la partie antérieure du thorax, à proximité des nerfs du cou. Dans cette région, des motoneurones géants sont impliqués dans les réflexes d'orientation et de stabilisation en vol. Une électrode de référence (Ref) est placée dans l'abdomen. Ces électrodes sont reliées à un amplificateur et à divers appareils électroniques qui permettent d'enregistrer et d'analyser l'activité électrique provenant des neurones. En l'absence de stimulation, l'activité électrique spontanée des insectes parfaitement immobilisés est presque nulle. Une stimulation mécanique des poils sensoriels déclenche habituellement une bouffée d'activité caractéristique. Une microgoutte de solution d'insecticide est déposée sur le thorax de la mouche. Selon la dose et la sensibilité de la drosophile, l'insecticide induit une forte activité électrique qui peut être enregistrée pendant des périodes de temps pouvant excéder une heure. La figure de droite montre deux enregistrements, des électrodrosophilogrammes, réalisés sur une mouche sensible (HS) et sur une mouche résistante (SR) aux pyréréthrinoïdes. Pour une même dose de deltaméthrine, on observe que la l’activité La deltaméthrine induit une activité électrique. L'activité électrique d'origine nerveuse peut être enregistrée pendant des périodes de temps excédant une heure. Dans las ouche sensible, la deltaméthrine induit très rapidement une excitation
- Contexte des recherches : Insectes contre insecticides, les insectes font de la résistance
- 1. Mode d'action des insecticides et résistance (1988-1994)
- 2. Mode d'action des toxines de Bacillus thuringiensis (1994-2004)
- Conclusions et perspectives
