Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2016-2017. / Les canaux sodiques dépendants du voltage (NaV) participent à la genèse et la transmission de l'influx nerveux via l'initiation du potentiel d'action. Chez l'insecte, ces protéines sont la cible de nombreux insecticides neurotoxiques. Étant donné le déclin des populations d'insectes pollinisateurs observé récemment, il devient désormais important d'avoir des méthodes permettant le développement d'insecticides qui ne ciblent pas les pollinisateurs. L'objectif général de ma thèse a donc été de mettre au point des méthodes in-vitro et insilico pouvant être appliquées à grande échelle dans le but d'évaluer le risque potentiel que certains insecticides pourraient représenter pour l'abeille. Pour ce faire, nous avons procédé à la caractérisation biophysique et pharmacologique des canaux sodiques NaV1 et NaV2 d'abeille. Nous avons aussi créé un modèle moléculaire du canal NaV1 d'abeille permettant la conception rationnelle d'insecticides. De plus, nous avons caractérisé le canal NaV1 de Varroa destructor, un parasite important de l'abeille. Les études insérées dans cette thèse ont permis de démontrer que le canal NaV2 n'est pas une cible secondaire des insecticides pyréthroïdes. De plus, nous avons pu mesurer les effets et l'affinité d'insecticides sur leur cible moléculaire chez l'abeille suite à l'expression du canal NaV1 d'abeille en ovocyte de grenouille. Cela permet le criblage de composé à haut débit afin de sélectionner des composés représentant un faible risque pour l'abeille. De même, l'expression du canal NaV1 de Varroa destructor en système d'expression hétérologue permettrait l'utilisation de la méthode de criblage de composés à haut débit dans le but d'identifier des insecticides qui représentent un risque important pour cette peste. D'ailleurs, nous avons déterminé que le fluvalinate, un insecticide pyréthroïde utilisé pour contrôler les populations de Varroa destructor dans les ruches d'abeille, a une affinité différente pour le canal NaV1 d'abeille que pour celui de Varroa destructor. Cela indique une différence dans les sites de liaisons du composé qui pourrait éventuellement être exploitée. Mes travaux ouvrent donc la voie au développement de composés ciblant davantage des animaux nuisibles comme le Varroa destructor que des animaux utiles comme l'abeille. De plus, les caractérisations effectuées pourraient être utiles pour des études centrées sur les rôles et l'évolution des canaux ioniques appartenant aux familles NaV et CaV. / Voltage-gated sodium channels (NaV) are implicated in the genesis and transmission of action potentials. In insects, these proteins are the target of a number of neurotoxic insecticides. In the background of the pollinator decline observed recently, it has become necessary to develop insecticides which do not target beneficial insects such as bees. The main objective of my thesis was to develop in-vitro and in-silico methods which could be used on a large scale to evaluate the risk associated with the use of certain compounds for bees. To do so, we assessed the biophysical and pharmacological properties of the honeybee's NaV1 and NaV2 channels. We also created a molecular model for the NaV1 channel which enables the rational design of insecticides. Furthermore, we have characterized the Varroa destructor NaV1 channels. The investigations featured in this thesis demonstrate that the NaV2 channel is not a secondary target of pyrethroïd insecticides. However, following expression in frog oocytes, it is possible to quantify the effects and affinity of those insecticides for their molecular target in the honeybee, the NaV1 channel. This makes possible the use of high throughput screening technologies for the selection of insecticides which would represent a small risk for bees. Moreover, the expression of Varroa destructor NaV1 channels in frog oocytes enables the use of medium throughput screening technologies to identify compounds which could be deleterious for this pest. Indeed, we determined that fluvalinate, a pyrethroïd insecticide used to control Varroa population in honeybee hives, has an affinity for the honeybee NaV1 channel that is different than that for the Varroa channel. This indicates that the binding site of this compound on the Varroa channel would differ from the binding site on the bee channel. This difference could be exploited to improve the specificity of fluvalinate. The work presented here represents a first step in the development of methods which could be used to decrease the toxicity of insecticides for bees while increasing their specificity of against pests such as Varroa destructor. Furthermore, the characterizations performed provide new insights on topics such as the roles and the evolution of NaV et CaV channels.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/28241 |
| Date | 24 April 2018 |
| Creators | Gosselin-Badaroudine, Pascal |
| Contributors | Chahine, Mohamed |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | thèse de doctorat, COAR1_1::Texte::Thèse::Thèse de doctorat |
| Format | 1 ressource en ligne (xiii, 200 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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