Utilisation des outils innovants pour l'identification des insectes nuisibles.

Use of innovative tools for the Identification of Pest Insects

• Auteur / Autrice : Bouthaina Hasnaoui
• Direction : Philippe Parola
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie-Santé - Spécialité Maladies Infectieuses
• Date : Soutenance en 2023
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : RITMES - Risques Infectieux Tropicaux, Microorganismes EmergentS
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : VITROME - E1 - Entomologie médicale, zoonoses et microbiologie
• Jury : Président / Présidente : Arezki Izri
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Parola, Christelle Pomares, Jérôme Depaquit
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christelle Pomares, Jérôme Depaquit

Mots clés

Mots clés libres

Maldi-tof ms

Identification

Insects

Nuisibles

Maldi-tof ms

Identification

Insecte

Pests

Résumé

Dans le premier chapitre, nous explorons les principaux insectes nuisibles qui sont une menace pour nos foyers et notre patrimoine, provoquant des pertes économiques et des dégâts irréversibles. Ces nuisibles, appartient majoritairement aux quatre ordres : Coleoptera, Blattodea, Psocoptera et Lepidoptera. Dans ce travail de synthèse nous nous sommes focalisés sur les espèces prépondérantes qui s'attaquent à l'habitat et au patrimoine. Nous avons également documenté leur biologie et l'impact qu'ils ont sur l'Homme, que ce soit d'un point de vue économique ou médical. Nous avons approfondi les différentes approches utilisées pour identifier ces insectes nuisibles avec précision. Enfin, nous avons réuni, dans cette revue, les données les plus pertinentes disponibles dans la littérature sur ces insectes nuisibles, afin de mieux comprendre et prévenir leur nocivité pour notre héritage et foyers. Le 2ème chapitre est consacré à l’application de l’empreinte protéique MALDI-TOF MS dans l’identification des termites européens et Africains. Nous avons minutieusement évalué l'efficacité de cette technique pour identifier les termites supérieurs (Infraordre Termitidae) appartenant aux genres Nasutitermes, Cubitermes, Amitermes, Microtermes, Odontotermes et Macrotermes, ainsi que les termites inférieurs (Infraordre Kalotermitidae, Rhinotermitidae) appartenant aux genres Reticulitermes, Kalotermes et Cryptotermes. Dans un premier temps, nous avons développé une base de données MALDI dédiée aux termites. Ensuite, nous avons procédé à des tests (test aveugle…) pour confirmer l'efficacité de cette méthode, prouvant ainsi qu'elle peut être un outil précieux pour l'identification rapide et fiable de ces insectes. Le 3ème chapitre se concentre sur l'infestation des punaises de lit dans un refuge pour sans-abri dans le sud de la France, un sujet souvent négligé dans les études antérieures. Dans ce chapitre nous avons utilisé une échelle innovante à sept niveaux pour évaluer le degré d'infestation dans le refuge. La spectrométrie de masse MALDI-TOF a été utilisée pour identifier avec précision les spécimens de punaises de lit collectés. Puis nous avons effectué sur ces spécimens un screening des pathogènes associés. Ce chapitre offre une perspective importante pour sensibiliser le public aux infestations de punaises de lit dans les refuges pour sans-abri et fournit des informations essentielles pour mieux comprendre et gérer ce problème de santé publique. Le dernier chapitre présente un modèle expérimental novateur visant à développer un substitut de sang à base de blanc d'œuf et d'hémoglobine bovine. Cette approche s'appuie sur une étude antérieure qui a démontré la possibilité de générer des moustiques nourris avec un substitut à base de BSA (albumine de sérum bovin) et de HB (hémoglobine bovine). L'objectif principal de cette recherche est de surmonter les limites existantes pour fournir une source de nutrition adéquate aux arthropodes hématophages. Nous avons réalisé des tests comparatifs entre notre substitut de repas, le sang humain utilisé comme contrôle positif, et une formule déjà publiée appeler « Skito-Snack ». Ces tests ont été effectués sur deux types d'arthropodes hématophages : les moustiques et les triatomes. Les résultats ont révélé que les moustiques et les triatomes peuvent se nourrir avec notre substitut de repas modifié, conduisant à la ponte d'œufs fertiles. Cependant, seul le cycle de développement des moustiques a pu être mené à terme. En revanche, les triatomes n'ont atteint que le premier et le deuxième stade nymphal, suggérant que notre formule nécessite d'autres suppléments pour être pleinement efficace pour les triatomes. Ce chapitre souligne la complexité de la nutrition chez les arthropodes hématophages. Des améliorations de notre formule seront nécessaires pour optimiser son efficacité pour les triatomes.

In this first chapter, we explore the main insect pests that continue to threaten our households and cultural heritage causing significant economic losses and irreversible damages. These pests predominantly belong to four orders: Coleoptera, Blattodea, Psocoptera, and Lepidoptera. Firstly, we were interested in identifying the predominant species that attack habitats and heritage sites. Secondly, we took a close look at their biology and the impact they have on humans, both economically and medically. We have taken a closer look at the different approaches used to identify these pests accurately. Finally, we have brought together in this review the most relevant data available in the literature on these insect pests, in order to better understand and prevent their harmful effects on our heritage and homes. The 2nd chapter concerns the application of MALDI-TOF MS protein fingerprinting to the identification of European and African termites. We have carefully evaluated the effectiveness of this technique for identifying upper termites (Infraorder Termitidae) belonging to the genera Nasutitermes, Cubitermes, Amitermes, Microtermes, Odontotermes and Macrotermes, as well as lower termites (Infraorder Kalotermitidae, Rhinotermitidae) belonging to the genera Reticulitermes, Kalotermes and Cryptotermes. This chapter showcases the development of the MALDI database for termites. The effectiveness of this proteomic tool was demonstrated through various tests (blind tests, etc.), confirming its value as a rapid and reliable method for termite species identification. The 3rd chapter focuses on bedbug infestation in a homeless shelter in the south of France, a subject often neglected in previous studies. In this chapter, we used an innovative seven-level scale to assess the degree of infestation in the shelter. In addition to using MALDI-TOF mass spectrometry to accurately identify the bedbug specimens collected, we also screened for associated pathogens. This chapter offers an important perspective for raising awareness of bedbug infestations in homeless shelters, providing essential information for better understanding and managing this public health issue, with a view to protecting the health and well-being of people living in such habitats. The concluding chapter presents an innovative experimental model for developing a blood substitute based on egg white and bovine hemoglobin. This approach builds on a previous study that demonstrated the possibility of generating mosquitoes fed with a substitute based on BSA (bovine serum albumin) and HB (bovine hemoglobin). The main aim of this research is to overcome existing limitations to provide an adequate source of nutrition for hematophagous arthropods. We conducted comparative tests between our meal substitute, human blood used as a positive control, and a previously published formula called 'Skito-Snack.' ). These tests were carried out on two types of hematophagous arthropods: mosquitoes and triatomines. The results revealed that mosquitoes and triatomines can feed on our modified meal replacement, leading to the laying of fertile eggs. However, only the mosquito development cycle could be completed. In contrast, the triatomine beetles only reached the first and second pupal stages, suggesting that our formula requires further supplementation to be fully effective for triatomine beetles. This chapter highlights the complexity of nutrition in hematophagous arthropods, and improvements to our formula will be needed to optimise its efficacy for triatomine beetles.