Merci de votre visite sur Nature.com. La version de votre navigateur ne prend pas en charge les styles CSS. Pour un affichage optimal, nous vous recommandons d'utiliser une version plus récente (ou de désactiver le mode de compatibilité dans Internet Explorer). En attendant, afin de garantir la continuité du service, le site est affiché sans style ni JavaScript.
L'association de composés insecticides d'origine végétale peut présenter des interactions synergiques ou antagonistes contre les ravageurs. Face à la propagation rapide des maladies transmises par les moustiques Aedes et à la résistance croissante de ces populations aux insecticides traditionnels, vingt-huit associations de composés terpéniques à base d'huiles essentielles végétales ont été formulées et testées sur les stades larvaires et adultes d'Aedes aegypti. Cinq huiles essentielles (HE) ont été initialement évaluées pour leur efficacité larvicide et leur action sur les adultes, et deux composés majoritaires ont été identifiés dans chacune d'elles par GC-MS. Ces composés, à savoir le disulfure de diallyle, le trisulfure de diallyle, la carvone, le limonène, l'eugénol, le méthyl eugénol, l'eucalyptol, l'eudesmol et l'alpha-pinène, ont été achetés. Des associations binaires de ces composés ont ensuite été préparées à doses sublétales, et leurs effets synergiques et antagonistes ont été testés et déterminés. Les meilleures compositions larvicides sont obtenues en mélangeant du limonène et du disulfure de diallyle, tandis que les meilleures compositions adulticides sont obtenues en mélangeant de la carvone et du limonène. Le larvicide de synthèse Temphos, utilisé dans le commerce, et le malathion, médicament contre les adultes, ont été testés séparément et en associations binaires avec des terpénoïdes. Les résultats ont montré que les associations de téméphos et de disulfure de diallyle, ainsi que de malathion et d'eudesmol, étaient les plus efficaces. Ces associations puissantes présentent un potentiel d'utilisation contre Aedes aegypti.
Les huiles essentielles (HE) végétales sont des métabolites secondaires contenant divers composés bioactifs et représentent une alternative de plus en plus importante aux pesticides de synthèse. Non seulement elles sont écologiques et faciles d'utilisation, mais elles sont également composées d'un mélange de différents composés bioactifs, ce qui réduit le risque d'apparition de résistances aux médicaments¹. Grâce à la technologie GC-MS, des chercheurs ont examiné la composition de diverses huiles essentielles végétales et identifié plus de 3 000 composés provenant de 17 500 plantes aromatiques². La plupart de ces composés ont été testés pour leurs propriétés insecticides et présentent des effets insecticides³,⁴. Certaines études soulignent que la toxicité du composant principal du composé est égale ou supérieure à celle de son oxyde d'éthylène brut. Cependant, l'utilisation de composés individuels peut favoriser l'apparition de résistances, comme c'est le cas avec les insecticides chimiques⁵,⁶. Par conséquent, les recherches actuelles portent sur la préparation de mélanges de composés à base d'oxyde d'éthylène afin d'améliorer l'efficacité insecticide et de réduire le risque de résistance chez les populations de ravageurs cibles. Les composés actifs présents dans les huiles essentielles peuvent présenter des effets synergiques ou antagonistes en combinaison, reflétant l'activité globale de l'huile essentielle, un fait largement souligné dans des études antérieures7,8. Les programmes de lutte antivectorielle incluent également les huiles essentielles et leurs composants. L'activité moustiquicide des huiles essentielles a été largement étudiée sur les moustiques Culex et Anopheles. Plusieurs études ont tenté de développer des pesticides efficaces en combinant diverses plantes à des pesticides de synthèse commercialisés afin d'accroître la toxicité globale et de minimiser les effets secondaires9. Cependant, les études sur de tels composés contre Aedes aegypti restent rares. Les progrès de la médecine et le développement de médicaments et de vaccins ont contribué à la lutte contre certaines maladies vectorielles. Toutefois, la présence de différents sérotypes du virus, transmis par le moustique Aedes aegypti, a conduit à l'échec des programmes de vaccination. Par conséquent, en cas d'épidémie, les programmes de lutte antivectorielle constituent la seule option pour prévenir la propagation de la maladie. Dans le contexte actuel, la lutte contre le moustique Aedes aegypti est cruciale, car il est un vecteur important de nombreux virus et de leurs sérotypes, responsables de la dengue, du Zika, de la dengue hémorragique, de la fièvre jaune, etc. Il est particulièrement préoccupant de constater que le nombre de cas de maladies vectorielles transmises par Aedes aegypti augmente chaque année en Égypte et dans le monde entier. Par conséquent, il est urgent de développer des méthodes de lutte efficaces et respectueuses de l'environnement contre les populations d'Aedes aegypti. Les huiles essentielles, leurs composés constitutifs et leurs combinaisons constituent des candidats potentiels à cet égard. Cette étude a donc cherché à identifier des combinaisons synergiques efficaces de composés clés d'huiles essentielles de cinq plantes aux propriétés insecticides (menthe, basilic sacré, eucalyptus tacheté, allium sulfureux et melaleuca) contre Aedes aegypti.
Toutes les huiles essentielles sélectionnées ont démontré une activité larvicide potentielle contre Aedes aegypti, avec une CL50 à 24 h comprise entre 0,42 et 163,65 ppm. L'activité larvicide la plus élevée a été observée pour l'huile essentielle de menthe poivrée (Mp), avec une CL50 de 0,42 ppm à 24 h, suivie de celle de l'ail (As), avec une CL50 de 16,19 ppm à 24 h (Tableau 1).
À l'exception de l'huile essentielle d'Ocimum sainttum (Os EO), les quatre autres huiles essentielles testées ont présenté des effets allercides marqués, avec des valeurs de CL50 comprises entre 23,37 et 120,16 ppm sur une période d'exposition de 24 heures. L'huile essentielle de Thymophilus striata (Cl) s'est avérée la plus efficace pour tuer les adultes, avec une CL50 de 23,37 ppm après 24 heures d'exposition, suivie de celle d'Eucalyptus maculata (Em) dont la CL50 était de 101,91 ppm (Tableau 1). En revanche, la CL50 de l'huile essentielle d'Os EO n'a pas encore été déterminée, le taux de mortalité le plus élevé (53 %) ayant été observé à la dose la plus forte (Figure supplémentaire 3).
Les deux composés majoritaires de chaque huile essentielle ont été identifiés et sélectionnés à partir des résultats de la base de données NIST, du pourcentage de surface des chromatogrammes GC et des spectres de masse (tableau 2). Pour l'huile essentielle As, les composés principaux identifiés étaient le disulfure de diallyle et le trisulfure de diallyle ; pour l'huile essentielle Mp, il s'agissait de la carvone et du limonène ; pour l'huile essentielle Em, de l'eudesmol et de l'eucalyptol ; pour l'huile essentielle Os, de l'eugénol et du méthyl eugénol ; et pour l'huile essentielle Cl, de l'eugénol et de l'α-pinène (figure 1, figures supplémentaires 5 à 8, tableaux supplémentaires 1 à 5).
Résultats de la spectrométrie de masse des principaux terpénoïdes d'huiles essentielles sélectionnées (A-disulfure de diallyle ; B-trisulfure de diallyle ; C-eugénol ; D-méthyl eugénol ; E-limonène ; F-cépérone aromatique ; G-α-pinène ; H-cinéole ; R-eudamol).
Neuf composés (disulfure de diallyle, trisulfure de diallyle, eugénol, méthyl eugénol, carvone, limonène, eucalyptol, eudesmol et α-pinène) ont été identifiés comme étant les principaux composants de l'huile essentielle et ont fait l'objet de bioessais individuels contre Aedes aegypti au stade larvaire. L'eudesmol a présenté l'activité larvicide la plus élevée, avec une CL50 de 2,25 ppm après 24 heures d'exposition. Le disulfure de diallyle et le trisulfure de diallyle ont également montré un potentiel larvicide, avec des doses sublétales moyennes comprises entre 10 et 20 ppm. Une activité larvicide modérée a été observée pour l'eugénol, le limonène et l'eucalyptol, avec des CL50 respectives de 63,35 ppm, 139,29 ppm et 181,33 ppm après 24 heures (tableau 3). Cependant, aucun potentiel larvicide significatif du méthyl eugénol et de la carvone n'a été observé, même aux doses les plus élevées ; les valeurs de CL50 n'ont donc pas été calculées (tableau 3). Le larvicide de synthèse Téméphos a présenté une concentration létale moyenne de 0,43 ppm contre Aedes aegypti après 24 heures d'exposition (tableau 3, tableau supplémentaire 6).
Sept composés (disulfure de diallyle, trisulfure de diallyle, eucalyptol, α-pinène, eudesmol, limonène et carvone) ont été identifiés comme les principaux composés actifs de l'huile essentielle et testés individuellement sur des moustiques Aedes adultes d'Égypte. Selon l'analyse de régression Probit, l'eudesmol présente le potentiel le plus élevé avec une CL50 de 1,82 ppm, suivi de l'eucalyptol avec une CL50 de 17,60 ppm après 24 heures d'exposition. Les cinq autres composés testés se sont révélés modérément nocifs pour les adultes, avec des CL50 comprises entre 140,79 et 737,01 ppm (Tableau 3). Le malathion, un organophosphoré de synthèse, s'est avéré moins puissant que l'eudesmol et plus puissant que les six autres composés, avec une CL50 de 5,44 ppm après 24 heures d'exposition (Tableau 3, Tableau supplémentaire 6).
Sept composés de tête puissants et l'organophosphoré taméphosate ont été sélectionnés pour formuler des combinaisons binaires de leurs doses LC50 dans un rapport 1:1. Au total, 28 combinaisons binaires ont été préparées et testées pour leur efficacité larvicide contre Aedes aegypti. Neuf combinaisons se sont révélées synergiques, 14 antagonistes et cinq non larvicides. Parmi les combinaisons synergiques, celle du disulfure de diallyle et du témofol s'est avérée la plus efficace, avec une mortalité de 100 % observée après 24 heures (Tableau 4). De même, les mélanges de limonène et de disulfure de diallyle, ainsi que celui d'eugénol et de thymétphos, ont montré un bon potentiel avec une mortalité larvaire observée de 98,3 % (Tableau 5). Les quatre autres combinaisons, à savoir eudesmol + eucalyptol, eudesmol + limonène, eucalyptol + α-pinène et α-pinène + téméphos, ont également démontré une efficacité larvicide significative, avec des taux de mortalité observés supérieurs à 90 %. Le taux de mortalité attendu se situe entre 60 et 75 % (tableau 4). Cependant, la combinaison de limonène avec l'α-pinène ou l'eucalyptus a induit des réactions antagonistes. De même, les mélanges de téméphos avec l'eugénol, l'eucalyptus, l'eudesmol ou le trisulfure de diallyle ont présenté des effets antagonistes. Par ailleurs, la combinaison de disulfure de diallyle et de trisulfure de diallyle, ainsi que la combinaison de l'un ou l'autre de ces composés avec l'eudesmol ou l'eugénol, exercent une action larvicide antagoniste. Un antagonisme a également été observé avec la combinaison d'eudesmol avec l'eugénol ou l'α-pinène.
Parmi les 28 mélanges binaires testés pour leur activité acide sur les adultes, 7 combinaisons étaient synergiques, 6 sans effet et 15 antagonistes. Les mélanges d'eudesmol avec l'eucalyptus et de limonène avec la carvone se sont révélés plus efficaces que les autres combinaisons synergiques, avec des taux de mortalité à 24 heures de 76 % et 100 %, respectivement (Tableau 5). Le malathion a montré un effet synergique avec toutes les combinaisons de composés, à l'exception du limonène et du trisulfure de diallyle. En revanche, un antagonisme a été observé entre le disulfure de diallyle et le trisulfure de diallyle et leur combinaison avec l'eucalyptus, l'eucalyptol, la carvone ou le limonène. De même, les combinaisons d'α-pinène avec l'eudesmol ou le limonène, d'eucalyptol avec la carvone ou le limonène, et de limonène avec l'eudesmol ou le malathion ont présenté des effets larvicides antagonistes. Pour les six autres combinaisons, il n’y avait pas de différence significative entre la mortalité attendue et la mortalité observée (Tableau 5).
En se basant sur des effets synergiques et des doses sublétales, leur toxicité larvicide contre un grand nombre de moustiques Aedes aegypti a finalement été sélectionnée et testée plus en détail. Les résultats ont montré que la mortalité larvaire observée avec les combinaisons binaires eugénol-limonène, disulfure de diallyle-limonène et disulfure de diallyle-timephos était de 100 %, tandis que la mortalité larvaire attendue était respectivement de 76,48 %, 72,16 % et 63,4 % (Tableau 6). La combinaison de limonène et d'eudesmol s'est avérée relativement moins efficace, avec une mortalité larvaire de 88 % observée sur une période d'exposition de 24 heures (Tableau 6). En résumé, les quatre combinaisons binaires sélectionnées ont également démontré des effets larvicides synergiques contre Aedes aegypti lorsqu'elles étaient appliquées à grande échelle (Tableau 6).
Trois combinaisons synergiques ont été sélectionnées pour le bioessai adultocide visant à contrôler d'importantes populations d'adultes d'Aedes aegypti. Afin de sélectionner les combinaisons à tester sur de grandes colonies d'insectes, nous nous sommes d'abord concentrés sur les deux meilleures combinaisons synergiques de terpènes, à savoir la carvone et le limonène, ainsi que l'eucalyptol et l'eudesmol. Dans un second temps, la meilleure combinaison synergique a été sélectionnée parmi l'association de malathion, un organophosphoré de synthèse, et de terpénoïdes. Nous estimons que la combinaison malathion-eudesmol est la plus performante pour les tests sur de grandes colonies d'insectes, compte tenu de la mortalité observée la plus élevée et des valeurs de CL50 très faibles des ingrédients candidats. Le malathion présente une synergie avec l'α-pinène, le disulfure de diallyle, l'eucalyptus, la carvone et l'eudesmol. Cependant, en considérant les valeurs de CL50, l'eudesmol présente la plus faible (2,25 ppm). Les valeurs de CL50 calculées pour le malathion, l'α-pinène, le disulfure de diallyle, l'eucalyptol et la carvone étaient respectivement de 5,4, 716,55, 166,02, 17,6 et 140,79 ppm. Ces valeurs indiquent que l'association malathion-eudesmol est optimale en termes de dosage. Les résultats ont montré que les associations carvone-limonène et eudesmol-malathion ont induit une mortalité observée de 100 %, contre une mortalité attendue de 61 à 65 %. L'association eudesmol-eucalyptol a quant à elle présenté un taux de mortalité de 78,66 % après 24 heures d'exposition, contre un taux attendu de 60 %. Ces trois associations ont démontré des effets synergiques, même appliquées à grande échelle contre les moustiques adultes d'Aedes aegypti (Tableau 6).
Dans cette étude, certaines huiles essentielles végétales, telles que Mp, As, Os, Em et Cl, ont montré des effets létaux prometteurs sur les stades larvaires et adultes d'Aedes aegypti. L'huile essentielle de Mp a présenté l'activité larvicide la plus élevée, avec une CL50 de 0,42 ppm, suivie des huiles essentielles d'As, d'Os et d'Em, dont la CL50 était inférieure à 50 ppm après 24 h. Ces résultats concordent avec des études antérieures menées sur des moustiques et d'autres diptères10,11,12,13,14. Bien que le pouvoir larvicide de Cl soit inférieur à celui des autres huiles essentielles, avec une CL50 de 163,65 ppm après 24 heures, son potentiel létal sur les adultes est le plus élevé, avec une CL50 de 23,37 ppm après 24 heures. Les huiles essentielles de Mp, As et Em ont également montré un bon potentiel allercide, avec des valeurs de CL50 comprises entre 100 et 120 ppm après 24 h d'exposition, mais relativement inférieures à leur efficacité larvicide. En revanche, l'huile essentielle Os a démontré un effet allercide négligeable, même à la dose thérapeutique la plus élevée. Ainsi, les résultats indiquent que la toxicité de l'oxyde d'éthylène pour les plantes peut varier selon le stade de développement des moustiques15. Elle dépend également du taux de pénétration des huiles essentielles dans l'organisme de l'insecte, de leur interaction avec des enzymes cibles spécifiques et de la capacité de détoxification du moustique à chaque stade de développement16. De nombreuses études ont montré que le composé principal est un facteur important de l'activité biologique de l'oxyde d'éthylène, car il représente la majorité des composés totaux3,12,17,18. Par conséquent, nous avons considéré deux composés principaux dans chaque huile essentielle. D'après les résultats de la GC-MS, le disulfure de diallyle et le trisulfure de diallyle ont été identifiés comme les composés majoritaires de l'huile essentielle d'As, ce qui concorde avec les études précédentes19,20,21. Bien que des études antérieures aient indiqué que le menthol était l'un de ses composés principaux, la carvone et le limonène ont de nouveau été identifiés comme les composés majoritaires de l'huile essentielle de Mp22,23. Le profil de composition de l'huile essentielle d'Os a montré que l'eugénol et le méthyl eugénol sont les composés majoritaires, ce qui est similaire aux résultats d'études antérieures16,24. L'eucalyptol et l'eucalyptol ont été rapportés comme les composés majoritaires présents dans l'huile de feuilles d'Em, ce qui concorde avec les résultats de certains chercheurs25,26 mais contredit ceux d'Olalade et al.27. La prédominance du cinéole et de l'α-pinène a été observée dans l'huile essentielle de melaleuca, ce qui est similaire aux études précédentes28,29. Des différences intraspécifiques dans la composition et la concentration des huiles essentielles extraites d'une même espèce végétale en différents lieux ont été rapportées et observées dans cette étude. Ces différences sont influencées par les conditions géographiques de croissance de la plante, la période de récolte, le stade de développement, l'âge de la plante, l'apparition de chémotypes, etc.22,30,31,32. Les principaux composés identifiés ont ensuite été achetés et testés pour leurs effets larvicides et sur les moustiques adultes Aedes aegypti. Les résultats ont montré que l'activité larvicide du disulfure de diallyle était comparable à celle de l'huile essentielle brute d'As. En revanche, l'activité du trisulfure de diallyle est supérieure à celle de l'huile essentielle d'As. Ces résultats sont similaires à ceux obtenus par Kimbaris et al.33 sur Culex philippines. Cependant, ces deux composés n'ont pas montré une bonne activité autocide contre les moustiques cibles, ce qui concorde avec les résultats de Plata-Rueda et al.34 sur Tenebrio molitor. L'huile essentielle d'Os est efficace contre le stade larvaire d'Aedes aegypti, mais pas contre le stade adulte. Il a été établi que l'activité larvicide des principaux composés individuels est inférieure à celle de l'oxyde d'éthylène brut. Ceci suggère l'implication d'autres composés et de leurs interactions dans l'oxyde d'éthylène brut. Le méthyleugénol seul présente une activité négligeable, tandis que l'eugénol seul possède une activité larvicide modérée. Cette conclusion confirme, d'une part,35,36 et d'autre part, contredit les conclusions de recherches antérieures37,38. Les différences de groupements fonctionnels entre l'eugénol et le méthyleugénol pourraient expliquer leurs toxicités différentes envers un même insecte cible39. Le limonène présente une activité larvicide modérée, tandis que l'effet de la carvone est négligeable. De même, la toxicité relativement faible du limonène envers les insectes adultes et la forte toxicité de la carvone corroborent les résultats de certaines études antérieures40 mais en contredisent d'autres41. La présence de doubles liaisons en positions intracycliques et exocycliques pourrait accroître l'efficacité de ces composés comme larvicides3,41, tandis que la carvone, une cétone à carbones alpha et bêta insaturés, pourrait présenter une toxicité potentielle plus élevée chez les adultes42. Cependant, les caractéristiques individuelles du limonène et de la carvone sont bien inférieures à celles de l'huile essentielle totale (Tableau 1, Tableau 3). Parmi les terpénoïdes testés, l'eudesmol a montré la plus forte activité larvicide et insecticide chez les adultes, avec une CL50 inférieure à 2,5 ppm, ce qui en fait un composé prometteur pour la lutte contre les moustiques du genre Aedes. Son efficacité est supérieure à celle de l'huile essentielle entière, bien que ce résultat soit en contradiction avec les observations de Cheng et al.40. L'eudesmol est un sesquiterpène à deux unités isoprènes, moins volatil que les monoterpènes oxygénés tels que l'eucalyptus, et présente donc un potentiel pesticide plus important. L'eucalyptol lui-même présente une activité insecticide plus importante chez les adultes que chez les larvicides, comme le confirment et infirment certaines études antérieures37,43,44. Son activité seule est presque comparable à celle de l'huile essentielle de chlorhydrate (EOCl) entière. Un autre monoterpène bicyclique, l'α-pinène, a un effet insecticide plus marqué chez les adultes d'Aedes aegypti que sur les larvicides, contrairement à l'effet de l'EOCl entière. L'activité insecticide globale des terpénoïdes est influencée par leur lipophilie, leur volatilité, la ramification de leur chaîne carbonée, leur surface de projection, leur surface spécifique, leurs groupements fonctionnels et leur position45,46. Ces composés peuvent agir en détruisant les amas cellulaires, en bloquant l'activité respiratoire, en interrompant la transmission de l'influx nerveux, etc.47 Le téméphos, un organophosphoré de synthèse, présente l'activité larvicide la plus élevée, avec une CL50 de 0,43 ppm, ce qui concorde avec les données de Lek-Utala48. L'activité du malathion, un organophosphoré de synthèse, sur les adultes a été observée à une concentration de 5,44 ppm. Bien que ces deux organophosphorés aient montré une efficacité contre des souches de laboratoire d'Aedes aegypti, une résistance des moustiques à ces composés a été signalée dans différentes régions du monde49. Cependant, aucun cas similaire de développement de résistance aux plantes médicinales n'a été rapporté50. Par conséquent, les plantes médicinales sont considérées comme des alternatives potentielles aux pesticides chimiques dans les programmes de lutte antivectorielle.
L'effet larvicide a été testé sur 28 combinaisons binaires (1:1) préparées à partir de terpénoïdes puissants et de terpénoïdes associés au thymétphos. Neuf combinaisons se sont révélées synergiques, quatorze antagonistes et cinq sans effet. En revanche, lors du test de puissance sur adultes, sept combinaisons se sont avérées synergiques, quinze antagonistes et six sans effet. L'effet synergique observé pour certaines combinaisons pourrait être dû à l'interaction simultanée des composés candidats dans différentes voies métaboliques importantes, ou à l'inhibition séquentielle de différentes enzymes clés d'une voie biologique particulière51. La combinaison de limonène avec le disulfure de diallyle, l'eucalyptus ou l'eugénol s'est révélée synergique à petite et grande échelle (tableau 6), tandis que sa combinaison avec l'eucalyptus ou l'α-pinène a montré des effets antagonistes sur les larves. En moyenne, le limonène semble être un bon synergiste, probablement grâce à la présence de groupements méthyle, à sa bonne pénétration dans la couche cornée et à un mécanisme d'action différent52,53. Il a été précédemment rapporté que le limonène peut induire des effets toxiques en pénétrant la cuticule des insectes (toxicité de contact), en affectant le système digestif (effet antiappétant) ou le système respiratoire (activité de fumigation)54, tandis que les phénylpropanoïdes, tels que l'eugénol, peuvent affecter les enzymes métaboliques55. Par conséquent, les combinaisons de composés ayant des mécanismes d'action différents peuvent accroître l'effet létal global du mélange. L'eucalyptol s'est révélé synergique avec le disulfure de diallyle, l'eucalyptus ou l'α-pinène, mais d'autres combinaisons avec d'autres composés étaient soit non larvicides, soit antagonistes. Des études préliminaires ont montré que l'eucalyptol exerce une activité inhibitrice sur l'acétylcholinestérase (AChE), ainsi que sur les récepteurs de l'octaamine et du GABA56. Étant donné que les monoterpènes cycliques, tels que l'eucalyptol et l'eugénol, pourraient avoir le même mécanisme d'action que leur activité neurotoxique57, leurs effets combinés pourraient être minimisés par inhibition mutuelle. De même, l'association du téméphos avec le disulfure de diallyle, l'α-pinène et le limonène s'est avérée synergique, confirmant ainsi des observations antérieures d'un effet synergique entre des produits végétaux et des organophosphorés de synthèse58.
L'association d'eudesmol et d'eucalyptol a montré un effet synergique sur les stades larvaires et adultes d'Aedes aegypti, probablement en raison de leurs modes d'action différents liés à leurs structures chimiques distinctes. L'eudesmol (un sesquiterpène) pourrait affecter le système respiratoire59 et l'eucalyptol (un monoterpène) pourrait affecter l'acétylcholinestérase60. La co-exposition des ingrédients à deux sites cibles ou plus pourrait renforcer l'effet létal global de l'association. Lors de bioessais sur des adultes, le malathion s'est révélé synergique avec la carvone ou l'eucalyptol, ou encore avec le disulfure de diallyle ou l'α-pinène, ce qui indique une synergie avec l'ajout de limonène et de disulfure de diallyle. Il constitue un bon candidat allercide synergique pour l'ensemble des composés terpéniques, à l'exception du trisulfure d'allyle. Thangam et Kathiresan61 ont également rapporté des résultats similaires concernant l'effet synergique du malathion avec des extraits de plantes. Cette réponse synergique pourrait être due aux effets toxiques combinés du malathion et des composés phytochimiques sur les enzymes de détoxification des insectes. Les organophosphorés, comme le malathion, agissent généralement en inhibant les estérases et les monooxygénases du cytochrome P45062,63,64. Par conséquent, l'association du malathion, qui possède ces mécanismes d'action, et de terpènes, dont les mécanismes d'action sont différents, pourrait renforcer l'effet létal global sur les moustiques.
En revanche, l'antagonisme indique que les composés sélectionnés sont moins actifs en association que chacun pris individuellement. Cet antagonisme, observé dans certaines associations, peut s'expliquer par le fait qu'un composé modifie le comportement de l'autre en altérant la vitesse d'absorption, de distribution, de métabolisme ou d'excrétion. Les premiers chercheurs considéraient ce mécanisme comme la cause de l'antagonisme dans les associations médicamenteuses. De même, les causes possibles de l'antagonisme peuvent être liées à des mécanismes d'action similaires, à la compétition entre les composés constitutifs pour un même récepteur ou site cible. Dans certains cas, une inhibition non compétitive de la protéine cible peut également se produire. Dans cette étude, deux composés organosulfurés, le disulfure de diallyle et le trisulfure de diallyle, ont présenté des effets antagonistes, probablement dus à une compétition pour un même site cible. De même, ces deux composés soufrés ont montré des effets antagonistes et sont restés sans effet lorsqu'ils ont été associés à l'eudesmol et à l'α-pinène. L'eudesmol et l'α-pinène sont cycliques, tandis que le disulfure de diallyle et le trisulfure de diallyle sont aliphatiques. Compte tenu de leur structure chimique, la combinaison de ces composés devrait accroître leur activité létale globale, leurs sites cibles étant généralement différents34,47. Cependant, nous avons observé expérimentalement un antagonisme, possiblement dû au rôle de ces composés dans certains systèmes d'organismes encore inconnus in vivo. De même, la combinaison de cinéole et d'α-pinène a induit des réponses antagonistes, bien que des études antérieures aient montré que ces deux composés agissent sur des cibles différentes47,60. Étant donné que ces deux composés sont des monoterpènes cycliques, il est possible qu'ils partagent des sites cibles communs, susceptibles d'entrer en compétition pour la liaison et d'influencer la toxicité globale des combinaisons étudiées.
Sur la base des valeurs de CL50 et de la mortalité observée, les deux meilleures combinaisons synergiques de terpènes ont été sélectionnées : carvone + limonène et eucalyptol + eudesmol, ainsi que le malathion, un organophosphoré de synthèse, associé à des terpènes. La combinaison synergique optimale malathion + eudesmol a été testée lors d'un bioessai insecticide sur des adultes. L'objectif était de cibler de grandes colonies d'insectes afin de confirmer l'efficacité de ces combinaisons contre un grand nombre d'individus sur des surfaces d'exposition relativement importantes. Toutes ces combinaisons ont démontré un effet synergique contre de grands essaims d'insectes. Des résultats similaires ont été obtenus pour une combinaison larvicide synergique optimale testée sur de grandes populations de larves d'Aedes aegypti. Ainsi, la combinaison synergique larvicide et adulticide efficace de composés d'huiles essentielles végétales constitue une alternative prometteuse aux produits chimiques de synthèse existants et pourrait être utilisée pour lutter contre les populations d'Aedes aegypti. De même, l'association efficace de larvicides ou d'adulticides de synthèse avec des terpènes permet de réduire les doses de thyméphrine ou de malathion administrées aux moustiques. Ces puissantes combinaisons synergiques pourraient offrir des pistes pour de futures études sur l'évolution de la résistance aux médicaments chez les moustiques du genre Aedes.
Des œufs d'Aedes aegypti ont été collectés auprès du Centre régional de recherche médicale de Dibrugarh (Conseil indien de la recherche médicale) et conservés à température (28 ± 1 °C) et humidité (85 ± 5 %) contrôlées au Département de zoologie de l'Université de Gauhati, selon le protocole décrit par Arivoli et al. Après l'éclosion, les larves ont été nourries avec un aliment larvaire (poudre de croquettes pour chiens et levure dans un rapport 3:1) et les adultes avec une solution de glucose à 10 %. À partir du troisième jour après l'émergence, les moustiques femelles adultes ont été mises à piquer des rats albinos. Du papier filtre imbibé d'eau a été placé dans un verre et déposé dans la cage de ponte.
Des échantillons de plantes sélectionnés, à savoir des feuilles d'eucalyptus (Myrtaceae), du basilic sacré (Lamiaceae), de la menthe (Lamiaceae), du melaleuca (Myrtaceae) et des bulbes d'ail (Amaryllidaceae), ont été collectés à Guwahati et identifiés par le Département de botanique de l'Université de Guwahati. Ces échantillons (500 g) ont été soumis à une hydrodistillation à l'aide d'un appareil de Clevenger pendant 6 heures. L'huile essentielle extraite a été recueillie dans des flacons en verre propres et conservée à 4 °C pour des études ultérieures.
La toxicité larvicide a été étudiée selon les procédures standard de l'Organisation mondiale de la santé (OMS), légèrement modifiées67. Le DMSO a été utilisé comme émulsifiant. Chaque concentration d'huile essentielle a été initialement testée à 100 et 1 000 ppm, en exposant 20 larves par répétition. D'après les résultats, une gamme de concentrations a été appliquée et la mortalité a été enregistrée de 1 à 6 heures (par intervalles d'une heure), puis à 24, 48 et 72 heures après le traitement. Les concentrations sublétales (CL50) ont été déterminées après 24, 48 et 72 heures d'exposition. Chaque concentration a été testée en trois exemplaires, avec un témoin négatif (eau seule) et un témoin positif (eau traitée au DMSO). Si la nymphose a lieu et que plus de 10 % des larves du groupe témoin meurent, l'expérience est répétée. Si le taux de mortalité dans le groupe témoin se situe entre 5 et 10 %, la formule de correction d'Abbott68 est appliquée.
La méthode décrite par Ramar et al.69 a été utilisée pour un bioessai sur des moustiques adultes d'Aedes aegypti, avec l'acétone comme solvant. Chaque huile essentielle a été initialement testée sur des moustiques adultes d'Aedes aegypti à des concentrations de 100 et 1000 ppm. Deux millilitres de chaque solution préparée ont été déposés sur un morceau de papier filtre Whatman n° 1 (12 x 15 cm²) et l'acétone a été laissée s'évaporer pendant 10 minutes. Un papier filtre imprégné uniquement de 2 ml d'acétone a servi de témoin. Après évaporation de l'acétone, les papiers filtres imprégnés et témoins ont été placés dans un tube cylindrique (10 cm de profondeur). Dix moustiques âgés de 3 à 4 jours, n'ayant pas encore piqué, ont été transférés en triplicata pour chaque concentration. Sur la base des résultats des tests préliminaires, différentes concentrations des huiles sélectionnées ont été testées. La mortalité a été enregistrée 1, 2, 3, 4, 5, 6, 24, 48 et 72 heures après le lâcher de moustiques. Calculez les valeurs de CL50 pour des durées d'exposition de 24, 48 et 72 heures. Si le taux de mortalité du lot témoin dépasse 20 %, répétez l'essai. De même, si le taux de mortalité du groupe témoin est supérieur à 5 %, ajustez les résultats des échantillons traités à l'aide de la formule d'Abbott68.
La chromatographie en phase gazeuse (Agilent 7890A) et la spectrométrie de masse (Accu TOF GCv, Jeol) ont été utilisées pour analyser les composés constitutifs des huiles essentielles sélectionnées. Le chromatographe était équipé d'un détecteur à ionisation de flamme (FID) et d'une colonne capillaire (HP5-MS). L'hélium a été utilisé comme gaz vecteur à un débit de 1 ml/min. Le programme GC définit Allium sativum à 10:80-1M-8-220-5M-8-270-9M et Ocimum Sainttum à 10:80-3M-8-200-3M-10-275-1M-5 – 280, pour la menthe 10:80-1M-8-200-5M-8-275-1M-5-280, pour l'eucalyptus 20:60-1M-10-200-3M-30-280, et pour le rouge Pour mille couches, ils sont 10: 60-1M-8-220-5M-8-270-3M.
Les principaux composés de chaque EO ont été identifiés sur la base du pourcentage de surface calculé à partir du chromatogramme GC et des résultats de spectrométrie de masse (référencés à la base de données de normes NIST 70).
Les deux composés majoritaires de chaque huile essentielle ont été sélectionnés d'après les résultats de la GC-MS et achetés chez Sigma-Aldrich avec une pureté de 98 à 99 % pour des bioessais ultérieurs. L'efficacité larvicide et parasitaire de ces composés contre Aedes aegypti adulte a été testée selon le protocole décrit précédemment. Le taméphosate (Sigma-Aldrich), larvicide de synthèse le plus couramment utilisé, et le malathion (Sigma-Aldrich), médicament contre les adultes, ont été analysés afin de comparer leur efficacité à celle des composés d'huiles essentielles sélectionnés, selon la même procédure.
Des mélanges binaires de composés terpéniques sélectionnés, seuls ou associés à des organophosphorés commerciaux (tilephos et malathion), ont été préparés en mélangeant la dose LC50 de chaque composé candidat dans un rapport 1:1. Les combinaisons ainsi obtenues ont été testées sur les stades larvaires et adultes d'Aedes aegypti, comme décrit précédemment. Chaque bioessai a été réalisé en trois exemplaires pour chaque combinaison et en trois exemplaires pour chaque composé individuel présent dans chaque combinaison. La mortalité des insectes cibles a été enregistrée après 24 heures. Le taux de mortalité attendu pour un mélange binaire a été calculé à l'aide de la formule suivante.
où E = taux de mortalité attendu des moustiques Aedes aegypti en réponse à une combinaison binaire, c'est-à-dire une connexion (A + B).
L'effet de chaque mélange binaire a été qualifié de synergique, antagoniste ou nul selon la valeur χ² calculée par la méthode décrite par Pavla52. Calculez la valeur χ² pour chaque combinaison à l'aide de la formule suivante.
L'effet d'une combinaison est défini comme synergique lorsque la valeur de χ² calculée est supérieure à la valeur tabulée pour les degrés de liberté correspondants (intervalle de confiance à 95 %) et si la mortalité observée est supérieure à la mortalité attendue. De même, si la valeur de χ² calculée pour une combinaison quelconque dépasse la valeur tabulée pour certains degrés de liberté, mais que la mortalité observée est inférieure à la mortalité attendue, le traitement est considéré comme antagoniste. Enfin, si pour une combinaison quelconque la valeur de χ² calculée est inférieure à la valeur tabulée pour les degrés de liberté correspondants, la combinaison est considérée comme sans effet.
Trois à quatre combinaisons potentiellement synergiques (100 larves et 50 insectes larvicides et adultes) ont été sélectionnées pour être testées sur un grand nombre d'insectes. Le traitement des adultes est identique à celui décrit précédemment. Parallèlement aux mélanges, les composés individuels présents dans les mélanges sélectionnés ont également été testés sur un nombre égal de larves et d'adultes d'Aedes aegypti. Le ratio de la combinaison est d'une part de la dose LC50 d'un composé candidat pour une part de la dose LC50 de l'autre composé constitutif. Lors du bioessai d'activité sur les adultes, les composés sélectionnés ont été dissous dans de l'acétone et appliqués sur du papier filtre placé dans un récipient cylindrique en plastique de 1300 cm³. L'acétone a été évaporée pendant 10 minutes, puis les adultes ont été relâchés. De même, lors du bioessai larvicide, les doses de LC50 des composés candidats ont d'abord été dissoutes dans des volumes égaux de DMSO, puis mélangées à 1 litre d'eau conservée dans des récipients en plastique de 1300 cm³, avant que les larves ne soient relâchées.
Une analyse probabiliste de 71 données de mortalité enregistrées a été réalisée à l'aide des logiciels SPSS (version 16) et Minitab pour calculer les valeurs LC50.
Date de publication : 1er juillet 2024