Les macroalgues : une opportunité pour le contrôle des nématodes parasites des productions végétales et animales

Macroalgae : an opportunity for sustainable control of vegetal and animal parasite nematodes

• Auteur / Autrice : Morgane Miclon
• Direction : Cédric Neveu, Philippe Castagnone
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de la Vie et de la Santé
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 04/07/2023
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant - SSBCV
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ISP - Infectiologie et Santé publique
• Jury : Président / Présidente : Isabelle Dimier-poisson
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Cédric Neveu, Philippe Castagnone, Jean-Paul Cadoret, Philippe Jacquiet, Olivier Lemaire, Leslie Boudesocque-delaye, Carine Paraud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Paul Cadoret, Philippe Jacquiet

Mots clés

Mots clés libres

Macroalgue

Anthelminthique

Nématode

Parasite

Composés naturels

Macroalgae

Anthelmintic

Nematode

Parasite

Natural compounds

Résumé

Actuellement les méthodes de lutte employées contre les nématodes parasites sont remises en cause. Concernant les phytoparasites, la législation limite fortement l'utilisation de molécules chimiques qui sont toxiques pour l'environnement et représentent un danger pour la santé. Dans les élevages, les phénomènes de résistance des parasites aux anthelminthiques chimiques sont de plus en plus fréquents, et conduisent dans certains cas à une impasse thérapeutique. Dans ce contexte, les propriétés pharmacologiques des algues offrent des perspectives particulièrement attractives pour le développement de nouvelles méthodes de contrôle des populations parasitaires. Dans le cadre de ce projet de thèse, l'activité antiparasitaire d'un panel de macroalgues a été criblée sur des modèles de parasites d'animaux et de plantes. L'espèce modèle principalement utilisée pour ce projet est le parasite murin Heligmosomoïdes bakeri. Différents tests in vitro comme des tests de développement larvaire, d'éclosion des œufs ou encore des tests de mortalité sur les larves ou les adultes ont permis de mettre en évidence le fort potentiel d'extraits aqueux issus de trois espèces d'algues brunes (Pelvetia canaliculata, Bifurcaria bifurcata et Sargassum muticum). Des expérimentations ont également pu être réalisées sur d'autres espèces de nématodes parasites d'animaux (Haemonchus contortus) et de plantes (Meloidogyne incognita et Bursaphelenchus mucronatus). Les extraits issus de l'algue B. bifurcata ayant montré une plus grande diversité de modes d'action, des expérimentations supplémentaires ont été menées sur H. bakeri afin de caractériser la variabilité inter-lots de l'activité biologique. Il a donc été démontré que la zone géographique de récolte, ainsi que les procédés de conservation de l'algue peuvent impacter l'efficacité in vitro des extraits. Enfin, dans un but d'identifier les molécules actives et de caractériser leurs modes d'action, différentes fractions organiques ont été collectées à partir de différents lots de l'algue B. bifurcata et ont permis de découvrir les fractions les plus actives in vitro. Certaines molécules ont pu être identifiées à partir de ces fractions. Pour approfondir les connaissances sur les modes d'action impliqués, des expérimentations d'électrophysiologie ont été réalisées afin d'identifier les cibles potentielles de ces extraits d'algues. Ce projet permet de poser des bases solides pour le développement et l'optimisation de nouvelles formulations à base d'algues pour le contrôle des nématodes parasites des productions végétales et animales.

Currently the control methods used against parasitic nematodes are being questioned. With regard to plant parasites, legislation strongly regulates the use of chemical molecules that are toxic for the environment and represent a health hazard. In livestock farming, parasites are increasingly resistant to chemical anthelmintics, leading in some cases to therapeutic impasse. In this context, the pharmacological properties of algae offer particularly attractive prospects for the development of new methods of controlling parasite populations. In this PhD project, the antiparasitic activity of a panel of macroalgae was screened on animal and plant parasite models. The model species mainly used for this project is the murine parasite Heligmosomoïdes bakeri. Various in vitro tests, such as larval development tests, egg hatching tests and mortality tests on larvae and adults, have shown the high potential of aqueous extracts from three species of brown algae (Pelvetia canaliculata, Bifurcaria bifurcata and Sargassum muticum). Experiments were also carried out on other species of nematodes parasitic to animals (Haemonchus contortus) and plants (Meloidogyne incognita and Bursaphelenchus mucronatus). As extracts from the alga B. bifurcata showed the largest diversity of modes of action, further experiments were conducted on H. bakeri to characterize the batch variability in biological activity. It was thus demonstrated that the geographical area of harvesting, as well as the conservation processes of the alga can impact the in vitro efficacy of the extracts. Finally, in order to identify the active molecules and to characterize the modes of action, different organic fractions were separated from different batches of the alga B. bifurcata and allowed to discover the most active fractions in vitro. Some molecules could be identified from these fractions. To further increase our knowledge of the modes of action involved, electrophysiology experiments were carried out in order to identify the potential targets of these algal extracts. This project provides a solid basis for the development and optimization of new algal-based formulations for the control of nematode parasites in plant and animal production.