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Novel biocontrol agents for insect pests from neuroendocrinology

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Utiliser les peptides pour lutter de manière très sélective contre les nuisibles tout en respectant l’environnement

Une équipe de chercheurs pluridisciplinaire a mis au point et testé une toute nouvelle classe de biopesticides à base d’hormones peptidiques d’insectes. Ces substances permettront de réduire les risques pour la santé humaine liés à l’utilisation de pesticides tout en ne nuisant ni à l’environnement ni aux insectes bénéfiques, et assurant ainsi une protection durable des cultures.

CHANGEMENT CLIMATIQUE ET ENVIRONNEMENT

ALIMENTATION ET RESSOURCES NATURELLES

© Joseph Scott Photography, Shutterstock

Maintenir des niveaux de productivité agricole élevés est indispensable pour assurer l’alimentation d’une population humaine qui ne cesse de croître. Selon l’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture, aujourd’hui, les attaques d’insectes sont à l’origine de pertes représentant environ 20 à 40 % de la production mondiale. Et l’influence du changement climatique devrait encore aggraver cette situation. Les insecticides sont utilisés pour contrôler les nuisibles et garantir la sécurité alimentaire. Toutefois, dans la mesure où les insectes jouent un rôle vital dans la pollinisation des cultures, la solution consistant simplement à les éliminer n’est pas tenable. En outre, une résistance croissante des nuisibles à tous les insecticides majeurs a également été observée, ce qui pose également problème. Enfin, en raison du durcissement de la législation, le recours à plusieurs insecticides très utilisés est désormais interdit ou limité. Il devient donc urgent de trouver des insecticides plus «verts», plus sélectifs et auxquels les ravageurs ne sont pas résistants. Le projet nEUROSTRESSPEP a relevé ce défi en mettant au point de nouvelles protéines «mimétiques» de petite taille, fonctionnant de manière similaire aux hormones peptidiques des insectes, et susceptibles d’interférer avec la capacité de survie des insectes. «Elles peuvent être considérées comme de nouvelles classes d’agents de lutte contre les nuisibles, respectueuses de l’environnement, ciblant des groupes spécifiques de ravageurs tout en protégeant les insectes bénéfiques, et n’engendrant pas de résistance», explique la professeure Shireen Davies, coordinatrice du projet. Le consortium, constitué de 14 partenaires, couvrait un large spectre allant de la recherche en laboratoire aux essais sur le terrain et intégrait des écologistes, des entomologistes, des biochimistes, des chimistes, des neuroscientifiques, des physiologistes, ainsi que des entreprises commerciales et des experts en recherche translationnelle. En outre, le cadre académico-industriel du projet a contribué à soutenir la compétitivité de la recherche européenne et a facilité la création de liens de collaboration entre les participants au consortium et les autres parties prenantes.

Imiter les neuropeptides des insectes

Tout comme les humains, les insectes contrôlent leurs processus corporels grâce à différents peptides qui circulent dans leur sang, étant entendu que leurs peptides peuvent être totalement différents des nôtres. Pour la plupart, ils comportent des chaînes d’acides aminés appelés neuropeptides, mais tous les insectes n’utilisent pas les mêmes signaux. C'est pourquoi nEUROSTRESSPEP a analysé de manière systématique les données des génomes des insectes afin d’identifier les neuropeptides qui présentent des caractéristiques communes avec celles des nuisibles des cultures mais pas avec celles des insectes bénéfiques, comme les abeilles. Cela a permis de déterminer la base sur laquelle il est possible de concevoir de nouveaux peptides présentant une structure similaire à celle des hormones. Les partenaires du projet ont rassemblé plus de 6 000 séquences de peptides provenant de 97 % des espèces d’insectes connues afin d’identifier des neuropeptides spécifiques à des ordres ou à des espèces et de constituer une base de données pour la recherche des neuropeptides d’insectes - DINeR novatrice et accessible au public. Ils ont également eu recours aux techniques de pointe dites «omiques» afin de prévoir et d’identifier de manière exhaustive et précise tous les neuropeptides bioactifs des insectes exotiques nuisibles, bénéfiques et invasifs. Par ailleurs, les chercheurs ont effectué toute une gamme d’études fonctionnelles sur 20 espèces d’insectes, y compris la manipulation de l’expression de gènes neuropeptidiques pour plusieurs familles de neuropeptides. Cela a confirmé que certains neuropeptides spécifiques sont d’excellents candidats pour devenir des agents de biocontrôle pour des ordres ou des espèces d’insectes donnés. «Les chercheurs ont également conçu, synthétisé et testé plus de 150 analogues de neuropeptides pour leur potentiel de réduction de la capacité de survie des insectes, et réalisé des tests pour déterminer les analogues les plus sélectifs et bioactifs», explique la professeure Davies.

Des avantages multiples pour les parties prenantes

nEUROSTRESSPEP a conçu une solution rentable et efficace de lutte contre les insectes nuisibles tout en protégeant la santé humaine et en préservant plus efficacement les ressources naturelles limitées. Cela contribuera à accroître la productivité agricole et à améliorer la qualité des aliments, en préservant ainsi la sécurité alimentaire. Le projet communiquera cette technologie innovante à l’ensemble de la chaîne agroalimentaire, intégrant les cultivateurs et les producteurs, les entreprises agrochimiques, la communauté scientifique, les associations de consommateurs, les organisations non gouvernementales, les organismes de réglementation et les médias. Cela permettra de maximiser les bénéfices des résultats et des avantages du projet.

Mots‑clés

nEUROSTRESSPEP, peptides, insecticide, nuisibles, abeilles, sécurité alimentaire, expression génétique

Informations projet

N° de convention de subvention: 634361

État

Projet clôturé

  • Date de début

    1 Juin 2015

  • Date de fin

    31 Mai 2019

Financé au titre de:

H2020-EU.3.2.

  • Budget total:

    € 6 995 053,75

  • Contribution de l’UE

    € 6 995 052,50

Coordonné par:

UNIVERSITY OF GLASGOW