L'augmentation de la production alimentaire est nécessaire pour répondre aux besoins de la population mondiale. À cet égard, les pesticides font partie intégrante des pratiques agricoles modernes visant à accroître les rendements. Il a été démontré que l'utilisation généralisée de pesticides de synthèse en agriculture est à l'origine de graves pollutions environnementales et de problèmes de santé humaine. Les pesticides peuvent se bioaccumuler sur les membranes cellulaires humaines et altérer les fonctions humaines par contact direct ou consommation d'aliments contaminés, ce qui constitue une cause importante de problèmes de santé.
Français Les paramètres cytogénétiques utilisés dans cette étude ont montré un modèle cohérent indiquant que l'ométhoate exerce des effets génotoxiques et cytotoxiques sur les méristèmes d'oignon. Bien qu'il n'y ait pas de preuve claire des effets génotoxiques de l'ométhoate sur l'oignon dans la littérature existante, un grand nombre d'études ont examiné les effets génotoxiques de l'ométhoate sur d'autres organismes d'essai. Dolara et al. ont démontré que l'ométhoate induisait une augmentation dose-dépendante du nombre d'échanges de chromatides sœurs dans les lymphocytes humains in vitro. De même, Arteaga-Gómez et al. ont démontré que l'ométhoate réduisait la viabilité cellulaire dans les kératinocytes HaCaT et les cellules bronchiques humaines NL-20, et les dommages génotoxiques ont été évalués à l'aide d'un test des comètes. De même, Wang et al. ont observé une augmentation de la longueur des télomères et une susceptibilité accrue au cancer chez les travailleurs exposés à l'ométhoate. De plus, à l'appui de la présente étude, Ekong et al. ont démontré que l'ométhoate (l'analogue oxygéné de l'ométhoate) provoquait une diminution de l'IM chez A. cepa et provoquait une lyse cellulaire, une rétention chromosomique, une fragmentation chromosomique, une élongation nucléaire, une érosion nucléaire, une maturation chromosomique prématurée, un regroupement en métaphase, une condensation nucléaire, une adhérence en anaphase et des anomalies des ponts c-métaphasiques et anaphasiques. La diminution des valeurs de l'IM après un traitement à l'ométhoate pourrait être due au ralentissement de la division cellulaire ou à l'incapacité des cellules à terminer le cycle mitotique. En revanche, l'augmentation de la MN, des anomalies chromosomiques et de la fragmentation de l'ADN indiquait que la diminution des valeurs de l'IM était directement liée aux dommages à l'ADN. Parmi les anomalies chromosomiques détectées dans la présente étude, les chromosomes collants étaient les plus fréquents. Cette anomalie particulière, hautement toxique et irréversible, est causée par l'adhésion physique des protéines chromosomiques ou par une perturbation du métabolisme des acides nucléiques dans la cellule. Alternativement, elle pourrait être causée par la dissolution des protéines encapsulant l'ADN chromosomique, ce qui peut finalement conduire à la mort cellulaire42. Les chromosomes libres suggèrent la possibilité d'aneuploïdie43. De plus, des ponts chromosomiques sont formés par la rupture et la fusion de chromosomes et de chromatides. La formation de fragments conduit directement à la formation de MN, ce qui est cohérent avec les résultats du test des comètes dans la présente étude. La distribution inégale de la chromatine est due à l'échec de la séparation des chromatides en fin de phase mitotique, ce qui conduit à la formation de chromosomes libres44. Le mécanisme exact de la génotoxicité de l'ométhoate n'est pas clair ; cependant, en tant que pesticide organophosphoré, il peut interagir avec des composants cellulaires tels que les nucléobases ou endommager l'ADN en générant des espèces réactives de l'oxygène (ERO)45. Ainsi, les pesticides organophosphorés peuvent provoquer l'accumulation de radicaux libres hautement réactifs, notamment O2−, H2O2 et OH−, qui peuvent réagir avec les bases de l'ADN dans les organismes, provoquant ainsi des dommages à l'ADN directement ou indirectement. Il a également été démontré que ces ERO endommagent les enzymes et les structures impliquées dans la réplication et la réparation de l'ADN. Français En revanche, il a été suggéré que les pesticides organophosphorés subissent un processus métabolique complexe après ingestion par l'homme, interagissant avec de multiples enzymes. Ils suggèrent que cette interaction entraîne l'implication de diverses enzymes et des gènes codant ces enzymes dans les effets génotoxiques de l'ométhoate40. Ding et al.46 ont rapporté que les travailleurs exposés à l'ométhoate présentaient une longueur de télomère accrue, ce qui était associé à l'activité télomérase et au polymorphisme génétique. Cependant, bien que l'association entre les enzymes de réparation de l'ADN de l'ométhoate et le polymorphisme génétique ait été élucidée chez l'homme, cette question reste non résolue pour les plantes.
Français Les mécanismes de défense cellulaire contre les espèces réactives de l'oxygène (ROS) sont renforcés non seulement par des processus antioxydants enzymatiques, mais aussi par des processus antioxydants non enzymatiques, dont la proline libre est un antioxydant non enzymatique important chez les plantes. Des niveaux de proline jusqu'à 100 fois supérieurs aux valeurs normales ont été observés chez les plantes stressées56. Les résultats de cette étude sont cohérents avec les résultats33 qui ont rapporté des niveaux élevés de proline dans les semis de blé traités à l'ométhoate. De même, Srivastava et Singh57 ont également observé que l'insecticide organophosphoré malathion augmentait les niveaux de proline dans l'oignon (A. cepa) et augmentait également les activités de la superoxyde dismutase (SOD) et de la catalase (CAT), réduisant l'intégrité de la membrane et provoquant des dommages à l'ADN. La proline est un acide aminé non essentiel qui intervient dans divers mécanismes physiologiques, notamment la formation de la structure des protéines, la détermination de la fonction des protéines, le maintien de l'homéostasie redox cellulaire, la capture de l'oxygène singulet et des radicaux hydroxyles, le maintien de l'équilibre osmotique et la signalisation cellulaire57. De plus, la proline protège les enzymes antioxydantes, préservant ainsi l'intégrité structurelle des membranes cellulaires58. L'augmentation des taux de proline dans les oignons après exposition à l'ométhoate suggère que l'organisme utilise la proline comme superoxyde dismutase (SOD) et catalase (CAT) pour se protéger de la toxicité induite par les insecticides. Cependant, à l'instar du système antioxydant enzymatique, il a été démontré que la proline est insuffisante pour protéger les cellules de l'extrémité des racines d'oignon des dommages causés par les insecticides.
Français Une revue de la littérature a montré qu'il n'existe aucune étude sur les dommages anatomiques des racines des plantes causés par les insecticides à base d'ométhoate. Cependant, les résultats d'études antérieures sur d'autres insecticides sont cohérents avec les résultats de cette étude. Çavuşoğlu et al.67 ont rapporté que les insecticides à large spectre à base de thiaméthoxame ont provoqué des dommages anatomiques dans les racines d'oignon, tels que la nécrose cellulaire, le tissu vasculaire flou, la déformation cellulaire, la couche épidermique floue et la forme anormale des noyaux du méristème. Tütüncü et al.68 ont indiqué que trois doses différentes d'insecticides à base de méthiocarbe ont provoqué une nécrose, des dommages aux cellules épidermiques et un épaississement de la paroi cellulaire corticale dans les racines d'oignon. Dans une autre étude, Kalefetoglu Makar36 a constaté que l'application d'insecticides à base d'avermectine à des doses de 0,025 ml/L, 0,050 ml/L et 0,100 ml/L provoquait des tissus conducteurs indéfinis, une déformation des cellules épidermiques et des lésions nucléaires aplaties dans les racines d'oignon. La racine est le point d'entrée des produits chimiques nocifs dans la plante et est également le principal site le plus sensible aux effets toxiques. Selon les résultats de l'analyse MDA de notre étude, le stress oxydatif peut entraîner des lésions de la membrane cellulaire. D'autre part, il est important de reconnaître que le système racinaire est également le mécanisme de défense initial contre de tels dangers69. Des études ont montré que les dommages observés aux cellules du méristème racinaire pourraient être dus au mécanisme de défense de ces cellules empêchant l'absorption des pesticides. L'augmentation des cellules épidermiques et corticales observée dans cette étude est probablement le résultat d'une réduction de l'absorption chimique par la plante. Cette augmentation peut entraîner une compression physique et une déformation des cellules et des noyaux. Français De plus,70 il a été suggéré que les plantes pourraient accumuler certains produits chimiques pour limiter la pénétration des pesticides dans les cellules. Ce phénomène pourrait s'expliquer par un changement adaptatif dans les cellules des tissus corticaux et vasculaires, dans lesquels les cellules épaississent leurs parois cellulaires avec des substances telles que la cellulose et la subérine pour empêcher l'ométhoate de pénétrer dans les racines.71 De plus, les dommages nucléaires aplatis peuvent être le résultat d'une compression physique des cellules ou d'un stress oxydatif affectant la membrane nucléaire, ou peuvent être dus à des dommages au matériel génétique causés par l'application d'ométhoate.
L'ométhoate est un insecticide très efficace, largement utilisé, notamment dans les pays en développement. Cependant, comme pour de nombreux autres pesticides organophosphorés, son impact sur l'environnement et la santé humaine suscite des inquiétudes. Cette étude visait à combler ce manque d'informations en évaluant de manière exhaustive les effets néfastes des insecticides à base d'ométhoate sur une plante fréquemment testée, A. cepa. Chez A. cepa, l'exposition à l'ométhoate a entraîné un retard de croissance, des effets génotoxiques, une perte d'intégrité de l'ADN, un stress oxydatif et des lésions cellulaires du méristème racinaire. Les résultats ont mis en évidence les effets négatifs des insecticides à base d'ométhoate sur les organismes non ciblés. Ils soulignent la nécessité d'une plus grande prudence dans l'utilisation des insecticides à base d'ométhoate, d'un dosage plus précis, d'une sensibilisation accrue des agriculteurs et d'une réglementation plus stricte. De plus, ces résultats constitueront un point de départ précieux pour les recherches sur les effets des insecticides à base d'ométhoate sur les espèces non ciblées.
Des études expérimentales et des études sur le terrain de plantes et de leurs parties (bulbes d’oignon), y compris la collecte de matériel végétal, ont été réalisées conformément aux normes et réglementations institutionnelles, nationales et internationales en vigueur.
Date de publication : 04/06/2025