Nanoencapsulation d’un agent synergisant chimique, la deltaméthrine pour potentialiser l’effet d’un insecticide, l’indoxacarbe contre les insectes nuisibles

Nanoencapsulated deltamethrin potentiates the effect of an oxadiazine insecticide indoxacarb against insects

• Auteur / Autrice : Javier Ernesto Pitti Caballero
• Direction : Véronique Apaire-Marchais, Bruno Lapied, Guillaume Bastiat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et biologie des organismes - populations - interactions
• Date : Soutenance le 24/04/2019
• Etablissement(s) : Angers
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ecologie, Géosciences, Agronomie et Alimentation
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Qualité et Santé du Végétal (2008-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Signalisation Fonctionnelle des Canaux Ioniques et Récepteurs / SIFCIR
• Jury : Président / Présidente : Luc P. Belzunces
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ruxandra Gref
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fabrice Chandre

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résistance aux insecticides

Insectes nuisibles

Effets des insecticides

Santé

Formulation (génie chimique)

Toxicologie

Deltaméthrine

Encapsulation (chimie)

Mots clés libres

Insecticide

Nanoencapsulation

Agent Synergisant

Formulation phytosanitaire

Insecticide

Nanoencapsulation

Synergistic agent

Crop protection

Résumé

L’utilisation non raisonnée d’insecticides a des conséquences sur l’environnement et la santé humaine mais aussi sur le développement de résistances chez les insectes nuisibles. Dans ce contexte, ce travail de thèse porte sur le développement d'une technique de nanoencapsulation d'un agent synergisant chimique, la deltaméthrine (pyréthrinoide), associé un pro-insecticide l’indoxacarbe (oxadiazine). Sur la base d’études in vitro sur cellules neurosecrétrices de blattes (Periplaneta americana), une action synergique entre la deltaméthrine et le DCJW (métabolite actif de l’indoxacarbe) a été démontrée via un mécanisme intracellulaire original dépendant du calcium. Des études toxicologiques in vivo sur des blattes adultes ont permis de confirmer l’effet synergique entre la deltaméthrine et l’indoxacarbe. Pour optimiser la formulation de l’association de ces composés, des nanocapsules lipidiques contenant la deltaméthrine utilisée comme agent synergisant ont été produites. Les études de toxicité sur blattes ont permis de déterminer les doses effectives les plus faibles de l’association deltaméthrine nanoencapsulée/indoxacarbe et d’obtenir une optimisation de l’effet synergique avec la deltaméthrine nanoencapsulée. Cet effet synergique est plus important que celui du piperonyl butoxyde, composé utilisé dans les formulations d'insecticides classiques. Les résultats indiquent que la deltaméthrine, protégée des estérases par la nanoencapsulation, permet d’optimiser l’efficacité du traitement tout en réduisant les doses d’indoxacarbe. Cette nouvelle stratégie est une première étape dans le développement d'une formulation phytosanitaire efficace contre les insectes nuisibles.

The over-use of pesticides has represented a concern not only for its consequences against the environment but also for the increase in resistance mechanisms in pest insects. In this context, our research project is focused on the development of a nanoencapsulation technique of a deltamethrin (pyrethroid), used as synergistic agent, combined with a pro-insecticide indoxacarb (oxadiazine). Based on in vitro studies performed on cockroach (Periplaneta americana) neurosecretory cells, synergistic effect between deltamethrin and DCJW (active metabolite of indoxacarb) has been characterized, occurring through an original calcium-dependent intracellular mechanism. In vivo toxicological studies on adult cockroaches have confirmed these previous results. To optimize the formulation including the synergistic agent and indoxacarb, lipid nanocapsules (LNCs) containing deltamethrin have been developed. It has been possible to determine the lower effective doses of LNC-deltamethrin/indoxacarb mixture producing the synergistic effect in whole insects. The synergism obtained is more important than that of obtained with piperonil butoxide (PBO), the well-known synergist used in classical insecticide formulations. The results also indicate that LNC-deltamethrin, protected from esterase-induced detoxification enhances the toxicity of indoxacarb while reducing doses. This novel strategy is a first step for the development of a novel formulation more efficient against pest insects.