Etude du mode d'action neurotoxique d'un répulsif, le Deet utilisé seul et en association avec un insecticide sur l'acetylcholinesterase des dum neurones d'un insecte la blatte periplaneta americana

Study of the mode of action of the repellent, DEET, used alone or combined with an insecticide on acetylcholinesterase activity on DUM neurones of the cockroach Periplaneta americana

• Auteur / Autrice : Aly Ahmed Abd-Ella Mohamed
• Direction : Bruno Lapied
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Angers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Végétal-Environnement-Nutrition-Agro-Alimentaire-Mer (Angers)

Mots clés

Mots clés contrôlés

N,N-Diéthyl-méta-toluamide

Récepteurs muscariniques

Acétylcholinestérase

Patch-clamp, Technique du

Insectes -- Attractifs et répulsifs

Mots clés libres

Calcium intracellulaire

Modulation allostérique

Résumé

Le DEET (N, N-diéthyl-m-toluamide), est connu comme le répulsif le plus utilisé au monde. Bien qu'il soit efficace contre un large groupe d'arthropodes, son mode d'action exact et sa cible moléculaire ne sont pas encore connus précisément. Grâce à l'utilisation des techniques d'électrophysiologie (patch-clamp et oil-gap), d'imagerie calcique et biochimique, nous avons étudié le mode d'action du DEET sur des cellules neurosécrétrices identifiées, les DUM neurones de la blatte Periplaneta americana. Le DEET, à forte concentration, inhibe l'activité de l'acétylcholinestérase (AChE) au niveau du DUM neurone. A faible concentration, il induit une augmentation de la concentration en calcium intracellulaire via l'activation des récepteurs cholinergiques de type muscariniques (mAChRs). Dans un deuxième temps, les interactions synergiques entre le DEET et le propoxur, un carbamate connu pour inhiber l'AChE, ont été étudiées. Les résultats ont révélé que les mAChRs, correspondent bien à une nouvelle cible potentielle pour le DEET et qu'ils sont impliqués dans l'effet synergique. Le DEET, à faible et à forte concentration, agit sur des sites allostériques positifs et négatifs des mAChRs respectivement. L'action du DEET sur le site allostérique positif des mAChRs est responsable de l'effet synergique via une augmentation de la concentration en calcium intracellulaire qui potentialise l'effet anti-AChE du propoxur. L'utilisation d'outils pharmacologiques sélectifs a permis l'identification de la voie de signalisation intracellulaire (PLC, PI-PLC, CaMKinase II, récepteurs IP3) impliquée dans l'effet synergique du propoxur. Les résultats présentés dans ce mémoire vont contribuer au développement de nouvelles stratégies basées sur l'utilisation de combinaisons d'insecticides de familles chimiques différentes afin de réduire les doses des traitements tout en augmentant l'efficacité.

DEET (N, N-diethyl-m-toluamide), is known as the most widely used repellent in the world. Although, it is effective against a large group of arthropods, its exact mode of action and molecular target are not yet known precisely. By using electrophysiological (patch clamp and oil-gap), calcium imaging and biochemical techniques, we have studied the mode of action of DEET on neurosecretory cells identified as DUM neurons of the cockroach Periplaneta americana. DEET, at high concentrations, inhibits the DUM neuron acetylcholinesterase (AChE) activity. At low concentrations, it induces an increase in intracellular calcium concentration via the activation of muscarinic acetylcholine receptors (mAChRs). In addition, the synergistic interaction between DEET and propoxur, a carbamate insecticide known to inhibit AChE, has been studied. The results show that mAChRs, correspond to new identify targets for DEET and are involved in the synergistic effect on propoxur efficacy. We further demonstrate that the repellent DEET, used at low and high concentration, acts on positive and negative allosteric sites of mAChRs, respectively. The action of DEET on the positive mAChR allosteric site is responsible for the synergistic effect via an increase in intracellular calcium concentration, which potentiates the anti-AChE effect of propoxur. Finally, the use of selective pharmacological tools has allowed the identification of the intracellular signaling pathway (PLC, PI-PLC, CaMKinase II, IP3 receptors) involved in the synergistic effect of propoxur. The results presented in this thesis will contribute to the development of new strategies based on the use of combinations of different chemical insecticides to reduce the doses of treatment while increasing the efficiency.