Impacts d'une intoxication chronique par des bioinsecticides Bt k sur l'homéostasie intestinale et la réponse immunitaire: des insectes aux mammifères – ImBio

Les toxines Cry produites par Bacillus thuringiensis (Bt) sont largement utilisées dans le monde entier comme bioinsecticides ou dans les cultures génétiquement modifiées (OGM) pour lutter contre les insectes nuisibles en agriculture biologique, en sylviculture et contre les moustiques. De part les incitations récentes, dont le Plan Ecophyto 2018 en France, leur utilisation comme alternative aux pesticides chimiques va augmenter dans les prochaines décennies. Bien que la spécificité d'action de ces toxines ait été prouvée depuis de nombreuses années, sans toxicité aiguë observée sur les espèces non cibles (comme l'abeille ou homme), les données sont rares sur les effets néfastes qui pourraient résulter d'une exposition chronique.
Nous savons que le principal mode de contamination des organismes par les bioinsecticides Bt est le tube digestif et que ces insecticides biologiques sont constitués de bactéries qui peuvent stimuler et/ou modifier la réponse immunitaire. Ainsi, nos données préliminaires non publiées montrent que le bioinsecticide Bt kurstaki (Btk produit 6 toxines différentes) altère la physiologie intestinale de Drosophila melanogaster, avec une réduction de la réponse immunitaire locale et une perturbation de l'homéostasie intestinale. Bien que la toxicité aiguë des toxines Cry soit due à leur liaison à des récepteurs connus à la surface de l'épithélium intestinal conduisant à la lyse ou à la mort des cellules, nous n'avons aucune idée des mécanismes impliqués dans les effets néfastes sur les organismes non cibles. Notre projet se concentrera donc sur l'impact de l'exposition chronique au bioinsecticides Btk et à ses toxines, à la fois sur l'homéostasie intestinale et sur la réponse immunitaire. Premièrement, nous allons décrypter les mécanismes qui sous-tendent l'homéostasie intestinale défectueuse que nous avons observée. Une telle approche sera réalisée sur D. melanogaster, mais également sur le modèle mammifère Sus scofra. Deuxièmement, nous voulons comprendre les mécanismes impliqués dans l'inhibition de la réponse immunitaire locale intestinale provoquée par l'ingestion du bioinsecticide Btk. Encore une fois, les modèles drosophile et porc seront utilisés pour cette étude. Troisièmement, comme la réponse immunitaire locale est modifiée, on peut supposer que la réponse immunitaire systémique le soit aussi. Nous allons, cette fois, utiliser D. melanogaster et D. suzukii (un ravageur des fruits rouges) pour analyser l'impact de l'exposition chronique aux toxines Bt sur les composantes cellulaire (hémocytes) et humorale (phénol-oxydase) de l'immunité. Quatrièmement, nous allons étudier les conséquences d'un défaut de réponse immunitaire, provoqué par l'exposition à Btk, sur la capacité d'un organisme (D. melanogaster et D. suzukii) à résister à une surinfection (Escherichia coli, Erwinia carotovora, Beauveria bassiana) ou au parasitisme (Leptopilina spp. et Asobara spp.), et les conséquences écologiques qui en résultent. En parallèle, nous allons estimer l'impact direct et indirect de Btk sur le parasitoïde non-cible (Leptopilina spp. et Asobara spp) et l'impact sur son écosystème. Enfin, nous allons intégrer, dans toutes ces études, les effets synergiques qui peuvent survenir entre Btk et les substances toxiques qui sont déjà présentes dans notre alimentation ou dans l'environnement: la mycotoxine déoxynivalénol (du champignon Fusarium) et l'insecticide synthétique deltaméthrine.
Grâce aux modèles que nous utilisons (drosophiles et porc) et à la diversité des approches que nous entreprenons (moléculaire, cellulaire, génétique et écotoxicologique), notre projet intègre les effets du bioinsecticides Btk à la fois sur la santé animal/humaine (axe thématique 2) et sur l'écosystème (axe thématique 3).