La propriété cuticulaire affecte la synergie insecticide des principaux constituants de l'huile de thym contre les mouches domestiques, Musca domestica

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 12654 (2023) Citer cet article

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Les huiles essentielles végétales sont des mélanges complexes comprenant principalement des monoterpènes et quelques sesquiterpènes. Ces huiles présentent diverses bioactivités contre les organismes ciblés, résultant souvent d'interactions complexes entre leurs constituants, qui peuvent démontrer des effets synergiques ou antagonistes. Malgré leur large utilisation comme insecticides botaniques, les mécanismes à l’origine de ces interactions et leurs effets sur la bioactivité sont mal compris. Cette étude a examiné l'interaction synergique du thymol et du p-cymène, deux constituants majeurs de l'huile essentielle de Thymus vulgaris, sur les larves et les adultes de la mouche domestique, Musca domestica. Les résultats ont montré que le p-cymène activait en synergie l’activité insecticide du thymol chez les mouches domestiques adultes, mais pas chez les larves. Les analyses GC – MS et les essais biologiques ont indiqué que la pénétration cuticulaire accrue du thymol par le p-cymène était le mécanisme de synergie, observé uniquement chez les adultes. Deux voies potentielles ont été proposées : l'expansion de la zone de mouillage ou la perturbation de l'intégrité cuticulaire par dissolution de la couche de cire. Les résultats des essais biologiques d’application séquentielle et de traitement à grand volume suggèrent que le premier mécanisme est le plus probable. De plus, l’hydrophobie de la cuticule semblait critique pour cette synergie spécifique à chaque étape. Les adultes dépourvus de cire n’ont pas montré de toxicité synergique, alors que les larves artificiellement recouvertes de cire ont obtenu un effet synergique. Dans l’ensemble, les résultats fournissent un aperçu du mécanisme synergique de l’activité insecticide des huiles essentielles végétales et suggèrent des applications potentielles dans le développement de stratégies efficaces utilisant des synergistes améliorant la pénétration.

Les préoccupations croissantes concernant les impacts environnementaux et sanitaires des insecticides synthétiques ont inspiré la recherche de stratégies de lutte antiparasitaire plus sûres, et les huiles essentielles végétales sont considérées comme des alternatives possibles. Ils semblent prometteurs pour lutter contre divers insectes nuisibles, car ils sont généralement considérés comme moins toxiques pour l’homme et les animaux sauvages que les pesticides conventionnels1. De nos jours, de nombreux insecticides botaniques commercialisés sont disponibles sur le marché2,3,4,5. La plupart des huiles essentielles sont extraites des sommités fleuries, de l’écorce, de la résine et des graines de diverses sources végétales par distillation à la vapeur6. Ils sont composés de divers constituants, principalement des monoterpènes et des sesquiterpènes7. La complexité chimique et la diversité structurelle des constituants des huiles essentielles aboutissent souvent à une bioactivité combinée supérieure ou inférieure à celle des composants individuels ; cependant, le mécanisme de ces interactions intermoléculaires est moins bien compris.

De nombreuses huiles induisent une réaction rapide d’empoisonnement chez les insectes, ce qui suggère que les constituants actifs de ces huiles peuvent influencer directement le système nerveux et présenter une activité insecticide8,9,10. Des études ont montré que la diversité structurelle des principaux composés des huiles essentielles peut indiquer de multiples modes d'action. Par exemple, le thymol et la nootkatone, les principaux constituants des huiles de thym et de bois de cèdre, respectivement, modulent les récepteurs de l'acide gamma-aminobutyrique (GABA) de Drosophila melanogaster de manière opposée11,12. D'autres cibles neuronales, notamment les systèmes octopaminergiques, tyraminergiques et cholinergiques, ont également été proposées comme sites/systèmes cibles potentiels pour divers composés dérivés d'huiles essentielles13,14,15,16.

Plusieurs hypothèses ont été proposées concernant le mécanisme synergique des huiles essentielles végétales. Semblables aux synergistes conventionnels, les huiles de basilic et de géranium inhibent l’activité du cytochrome P450 et de la glutathion-S-transférase, qui sont les principales enzymes de détoxification des substances toxiques17. Dans une autre étude, le limonène a amplifié la réponse électrophysiologique à l’estragole dans le système nerveux central des larves de Spodoptera litura18. Contre d’autres insectes lépidoptères tels que Trichoplusia ni, la modification de la pénétration cuticulaire des composés actifs en abaissant la tension superficielle du mélange a été proposée comme autre mécanisme synergique potentiel3,19.