L'utilisation des produits phytosanitaires est indispensable pour augmenter la qualité des productions agricoles. Cependant les directives européennes et nationales préconisent une réduction de 50 % de leur utilisation pour préserver l'environnement et limiter les effets secondaires sur les organismes non-cibles. Dans cette optique, et pour optimiser l'efficacité de ces produits tout en diminuant leur dose d'utilisation, il est nécessaire de caractériser les facteurs cellulaires et moléculaires impliqués dans la modulation de l'effet insecticide de ces composés sur leurs cibles membranaires. Parmi les insecticides les plus utilisés en agriculture, les néonicotinoïdes occupent une place importante sur le marché. Ils ont pour cible les récepteurs à l'acétylcholine de type nicotinique (nAChRs) du système nerveux central des insectes. Chez la blatte Periplaneta americana, des cellules neurosecrétrices identifiées, les neurones DUM, expriment deux sous-types de nAChRs, (nAChR1 et nAChR2). Alors que nAChR1 est sensible à l'imidaclopride (IMI), néonicotinoïde de première génération, cet insecticide ne présente aucun effet sur nAChR2. Afin d'obtenir une meilleure compréhension du mode d'action de ces insecticides sur des nAChRs insensibles, l'objectif de ce travail de recherche a été de caractériser du point de vue électro-pharmacologique les facteurs cellulaires et moléculaires qui influencent l'efficacité d'un insecticide néonicotinoïde de seconde génération, l'acétamipride (ACT) qui présente des caractéristiques chimiques différentes de l'IMI. Grâce à la technique électrophysiologique du patch-clamp, dans des conditions de potentiel imposé, il a été possible de démontrer que l'effet de l'ACT sur nAChR2 dépend du potentiel de membrane. Une dépolarisation de la membrane augmente légèrement la sensibilité de nAChR2 pour l'ACT alors qu'une hyperpolarisation produit un effet inverse significatif. Dans les deux cas, l'implication du calcium intracellulaire a été démontrée. Pour des potentiels plus positifs que le potentiel de membrane (i.e., -50 mV), l'inhibition de l'influx calcique via l'activation des canaux calciques à haut seuil d'activation (High Voltage- Activated) par le chlorure de cadmium et l'ω-conotoxine GVIA augmente la sensibilité de nAChR2 pour l'ACT. Des effets similaires sont obtenus pour des potentiels de membrane plus hyperpolarisés lorsque la perméabilité calcique est inhibée par le LOE 908, un inhibiteur des canaux TRPγ. Dans ce dernier cas, l'utilisation d'outils pharmacologiques spécifiques (e.g., forskoline, W7) a permis de révéler que la voie de signalisation intracellulaire AMPcyclique/adenylate cyclase est impliquée dans la modulation de l'efficacité de l'ACT sur nAChR2. Enfin, des mesures de la résistance membranaire, réalisées en parallèle dans des conditions de courant imposé, indiquent que l'état conformationnel des nAChR2 joue également un rôle important dans la modulation de l'efficacité de l'ACT. L'ensemble de ces résultats qui ont permis d'identifier de nouveaux facteurs cellulaires et moléculaires impliqués dans la modulation de l'efficacité d'un néonicotinoide, l'ACT ouvrent des perspectives très intéressantes pour optimiser l'efficacité d'un traitement insecticide.

Les récepteurs ionotropes du GABA (GABARs) sont inhibés par des insecticides tels que les phénylpyrazoles (fipronil). Deux facteurs susceptibles de modifier leur sensibilité au fipronil ont été examinés : 1) l'édition de l'ARNm d'une sous-unité de GABAR (RDL) et 2) la phosphorylation par la PKC. La sous-unité RDL de drosophile présente des mutations (A301êS/G et/ou T350êM) induisant une résistance aux insecticides, ainsi que des sites d'édition dont un dans le domaine N-terminal (R122êG). Les effets fonctionnels de l'édition R122êG ont été testés par expression de divers isoformes de la sous-unité RDL (mutés ou non, édités ou non) dans des ovocytes de xénope. Les résultats montrent que l'édition R122êG entraîne une réduction de la sensibilité des récepteurs RDL au GABA et au fipronil. Deux types de récepteurs (GABAR1 et GABAR2) sont exprimés à la surface des neurones DUM isolés de Periplaneta americana, les GABAR2 étant régulés positivement par la CaMKII. Ce modèle cellulaire a été utilisé pour étudier, par la technique du patch-clamp, la régulation des GABARs par la PKC et ses conséquences sur les effets du fipronil. Les GABAR2 apparaissent plus sensibles à l'inhibition par des PKC que les GABAR1, et la potentialisation de l'activité des GABAR2 par la CaMKII s'exerce via l'inhibition d'une PKC. Les GABAR2 étant plus sensibles au fipronil que les GABAR1, leur blocage sélectif par une PKC entraîne une réduction importante de l'inhibition exercée par le fipronil. Le clonage de la sous-unité RDL dans la chaîne nerveuse de la blatte et dans les neurones DUM révèle la présence de sites potentiels de phosphorylation par la PKC et la CaMKII ainsi que l'existence de deux variants différant par vingt résidus dans la boucle M3-M4.