Etude des mécanismes de compensation moléculaires et cellulaires associés aux résistances ace-1R et kdr pour l’optimisation d’une stratégie de lutte contre les moustiques vecteurs d’agents pathogènes

Study of molecular and cellular compensation mechanisms associated with ace-1R and kdr resistances for the optimization of a vector control strategy

• Auteur / Autrice : Stéphane Perrier
• Direction : Bruno Lapied, Fabrice Chandre, Caroline Deshayes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie, biologie moléculaire et cellulaire
• Date : Soutenance le 16/12/2021
• Etablissement(s) : Angers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Écologie Géosciences Agronomie Alimentation (Rennes ; 2016-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Signalisation Fonctionnelle des Canaux Ioniques et Récepteurs / SIFCIR
• Jury : Président / Présidente : Claudio Lazzari
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Dusfour
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Lucas

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dissertation universitaire

Anopheles gambiae

Anophèles

Récepteurs cholinergiques

Résistance aux insecticides

Moustiques

Lutte contre

Moustiques -- Vecteurs de maladies

Mots clés libres

Mécanismes de compensation

Agent synergisant

Anopheles gambiae

Resistance

Compensatory mechanisms

Nicotinic acetylcholine receptors

Insecticide

Synergistic agent

Résumé

De nos jours, la lutte anti-vectorielle s’appuie principalement sur l’utilisation des insecticides. Cependant, l’apparition de résistances au sein des populations de moustiques réduit l’efficacité de ces molécules. A l’aide d’une approche multidisciplinaire réalisée in vitro sur des neurones isolés de trois souches de moustiques Anopheles gambiae, une souche sensible (Kis) et deux souches résistantes aux insecticides de type organophosphorés/carbamates (AcerKis) et pyréthrinoïdes (KdrKis), il a été possible de montrer pour la première fois qu’il existe des mécanismes de compensation cellulaires et moléculaires associés aux résistances ace-1R sur l’acétylcholinestérase et kdr sur le canal sodium dépendant du potentiel. Ces mécanismes doivent être considérés pour adapter des stratégies de lutte chimique car ils affectent les propriétés électropharmacologiques des récepteurs cholinergiques de type nicotinique. Ils modulent l’effet de l’acétylcholine, le neurotransmetteur endogène, mais aussi de la clothianidine, un insecticide néonicotinoïde agoniste de ces récepteurs. Au contraire, l’effet du triflumézopyrime, un insecticide mésoionique antagoniste compétitif de ces récepteurs ne semble pas affecté par ces mécanismes de compensation. Cette étude a été complétée par des tests toxicologiques comparatifs réalisés in vivo sur les larves de ces trois souches. Les effets de la clothianidine et du triflumézopyrime ont été testés seuls et associés au répulsif IR3535, utilisé comme agent synergisant pour optimiser l’efficacité du traitement. Les deux association sont montré un effet synergique fort, justifiant l’intérêt de les proposer comme nouvelles stratégies de lutte.

Nowadays, vector control is mainly based on the use of insecticides. However, the emergence of resistance within mosquito populations reduces the effectiveness of these molecules. Using a multidisciplinary approach carried out in vitro on neurons isolated from three strains of Anopheles gambiae mosquitoes, one sensitive strain (Kis) and two strains resistant to organophosphate/carbamate (AcerKis) and pyrethroid (KdrKis) insecticides, we showed for the first time that some cellular and molecular compensatory mechanisms are associated with ace-1R resistance on acetylcholinesterase and kdr resistance on the potential-dependent sodium channel. These mechanisms must be considered to adapt chemical control strategies because they affect the electropharmacological properties of nicotinicacetylcholine receptors. They modulate the effect of acetylcholine, the endogenous neurotransmitter, but also of clothianidin, a neonicotinoid insecticide agonist of these receptors. On the contrary, the effect of triflumezopyrim, amesoionic insecticide competitive antagonist of these receptors does not seem to be affected by these compensatory mechanisms. This study was completed by comparative toxicological tests carried out in vivo on the larvae of these three strains. The effects of clothianidin and triflumezopyrim were tested alone and in combination with the repellent IR3535, which was used as a synergistic agent to optimize treatment efficacy. Both combinations showed astrong synergistic effect, justifying the interest to propose them as new control strategies.