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Formulations gel pour les rodonticides et insecticides : tour d’horizon

Boules d'hydrogel
©Катя Козлова

Dans une étude publiée dans un numéro spécial de la revue Gels, des scientifiques présentent l’utilisation actuelle et potentielle des formulations en gel et en pâte contre les arthropodes ou les rongeurs nuisibles. En effet, les gels ont un énorme potentiel pour les produits biocides et phytopharmaceutiques. Cependant, le développement de solutions pour des applications plus larges et efficaces reste un grand défi.

Par Hélène Frontier

La revue Gels traite de la synthèse et la caractérisation de nouveaux matériaux fonctionnels à base de gel, et de leur application agricole et environnementale. Dans ce cadre, des scientifiques de la République tchèque ont proposé un article de synthèse. Il résume les informations sur les formulations de gel, d’hydrogels en particulier, et de pâte contre les arthropodes et les rongeurs nuisibles. Il donne les principaux domaines d’utilisation actuelle des gels contre les organismes nuisibles et à présenter les applications futures potentielles dans divers domaines de la lutte antiparasitaire. Voici ce que nous en retenons de cette étude intitulée Gel carriers for plant extracts and synthetic pesticides in rodent and arthropod pest control: an overview. Comprenez « Supports de gel pour les pesticides synthétiques et à base de plantes contre les rongeurs et les arthropodes : tour d’horizon ».

Formulations gel pour les rodonticides et insecticides : l’étude en bref

Les insecticides et les rodonticides constituent la base des systèmes de lutte intégrée contre les nuisibles dans le monde. Or, la résistance des nuisibles continue d’augmenter. De plus, des groupes entiers de matières actives chimiques sont restreints ou interdits. C’est pourquoi les fabricants de solutions antiparasitaires cherchent à rendre les formulations existantes plus efficaces et les méthodes d’application des matières actives biocides restantes plus sûres.

Des formulations courantes connaissent des nouvelles adaptations technologiques sous la forme de pulvérisations, de fumigants et de poudres. On explore et on emploie aussi de plus en plus de formulations gel.

Les auteurs de l’article résument les informations sur l’utilisation actuelle et potentielle des formulations en gel (y compris l’hydrogel) et des formulations en pâte contre les arthropodes ou les rongeurs nuisibles.

L’intérêt pour les substances naturelles est mondial. Donc une partie de l’étude se consacre à l’utilisation de gels pour la formulation de substances biocides d’origine végétale, telles que les huiles essentielles ou comestibles.

Les gels en tant que formulation émergente des fameux « insecticides intelligents » basés sur des perturbateurs moléculaires d’ARNi sont à l’étude.

Cela concerne des branches spécifiques de la lutte antiparasitaire dans les secteurs :

  • agricole,
  • alimentaire,
  • produits stockés,
  • bois de construction,
  • urbain,
  • médical, et
  • santé publique.

Évolution des appâts insecticides en gel contre les insectes urbains

Actuellement, pour les insectes urbains, on préfère généralement les appâts en gel aux pulvérisations et aux poudres insecticides en raison :

  • de leurs méthodes d’application peu exigeantes,
  • du potentiel de transmission secondaire,
  • de la faible toxicité aiguë,
  • des effets non ciblés minimes,
  • et de la faible contamination environnementale.

Le développement le plus intensif peut être attendu dans le domaine des appâts insecticides, qui comprendront des hydrogels comme supports.

Les combinaisons d’appâts insecticides en gel avec libération contrôlée de phéromones semblent également être une approche prometteuse. Par exemple, pour le contrôle des fourmis, l’ajout d’une phéromone synthétique ((Z)-9-hexadécénal) aux appâts hydrogels pourrait encore augmenter l’efficacité des appâts avant que les hydrogels ne perdent trop d’humidité. De plus, les phéromones spécifiques à l’espèce peuvent également améliorer davantage la spécificité cible de l’appât.

Évolution des appâts rodonticides contre les rongeurs nuisibles

Parmi les nouveaux développements dans le contrôle des rongeurs, la tendance la plus évidente est que les fabricants et les utilisateurs de rodonticides favorisent de plus en plus le développement et l’utilisation d’appâts rodonticides mous, en gel ou en pâte donc. Cela est dû à leur facilité d’application, leur attractivité et leur palatabilité (appétence).

Les appâts mous pourraient gagner davantage de place sur le marché. En effet, l’enregistrement de nombreux types d’appâts anticoagulants buvables n’a pas été étendu dans l’UE ni dans d’autres pays. Plus important encore, la nouvelle génération de formulations d’appâts en gel et en pâte peut réduire les risques de transport des appâts par les rongeurs depuis les points d’appâtage et leur contamination environnementale incontrôlée.

Les gels et les pâtes ont du potentiel car ils représentent des formulations appropriées du point de vue de l’industrie alimentaire. Par ailleurs, ils peuvent être spécifiquement conçus pour des opérations sans allergènes. De plus, d’après la documentation scientifique disponible, les appâts rodonticides mous sont moins susceptibles d’être infestés et détériorés par les insectes des denrées stockées. Les agents à base d’ARNi spécifiques à l’espèce, pour lesquels des gels et des pâtes peuvent être utilisés comme supports, sont considérés comme une future alternative aux appâts toxiques.

Résistance des arthropodes aux insecticides

Actuellement, la résistance des insectes aux insecticides devient un problème sérieux dans le monde. Dans le domaine de la lutte antiparasitaire, les méthodes moléculaires sont principalement utilisées pour le diagnostic des organismes nuisibles. Cependant, comme méthodes de lutte directe, ces nouvelles approches – à l’exception des OGM – n’ont qu’un champ d’application limité.

Mais la résistance aux matières actives traditionnelles peut fournir une opportunité de développer des méthodes et des formulations moléculaires pour lutter contre les insectes, y compris diverses formes de nanoformulations et polymères, et l’utilisation de gels. Bien que les résultats soient encore au stade de la recherche, ils ne semblent pas pessimistes.

Lire également : Résistance aux insecticides chez les blattes : une menace croissante

Par exemple, une génération substantiellement nouvelle de technologies d’appâts pour les appâts liquides avec des liposomes comme porteurs d’ARNdb a été suggérée par plusieurs équipes de recherche. Plus précisément, une nouvelle méthode a été développée qui utilise des vésicules de liposomes comme supports de molécules d’ARNdb. Des tests en laboratoire ont montré que les molécules protégées (lipoplexes), formulées sous forme d’appâts liquides ou en gel, peuvent déclencher une interférence ARN mortelle dans le système digestif des cafards. L’ARNi par voie orale a été utilisé pour la première fois pour faire taire le gène VgR chez Liposcelis entomophila.

Ce gène VgR peut ainsi devenir une cible potentielle importante pour perturber la reproduction des insectes pour la lutte antiparasitaire par l’administration orale d’ARNdb.

Grâce à ces nouvelles approches, il y a de fortes chances qu’à l’avenir, ces types de technologies puissent devenir la base de produits antiparasitaires « intelligents » livrés via des appâts en gel.

Biocides en gel : perspectives globales de développement

L’industrie des pesticides se confronte actuellement à plusieurs défis majeurs. Parmi les défis les plus importants figurent la perte de matières actives due à :

  • la perception des consommateurs,
  • l’évolution des besoins de la société,
  • l’augmentation de la résistance des nuisibles à de multiples matières actives biocides.

La diminution du nombre de substances actives est dans une certaine mesure compensée par le développement de nouvelles formulations pesticides avec une bioactivité accrue ou un transport plus efficace de la substance active vers les sites d’action.

En plus des formulations pesticides traditionnelles, des formulations en gel nouvelles ou innovantes peuvent être l’une des options pour résoudre ces problèmes et défis.

Que peut-on attendre de l’utilisation des formulations en gel dans un futur proche ?

Un critère possible qui peut aider à estimer la tendance future du développement des formulations pesticides en gel est une analyse bibliométrique comparant les gels pesticides avec d’autres formulations.

Selon les auteurs, la recherche et les applications pratiques des gels en tant que pesticides jouent un rôle clé dans certains domaines. Mais elles ne forment qu’une niche étroite et attendent donc toujours leur développement plus large et leur finalisation en applications pratiques. L’exploitation de ce potentiel est cependant envisageable.

Les auteurs s’attendent à un développement ultérieur des formulations de gels pesticides dans les domaines où elles sont déjà utilisées et ont fait leurs preuves. C’est notamment le cas dans les domaines de la conception de types innovants ou nouveaux de gels insecticides et d’appâts rodonticides mous ou de formulations anti-moustiques. Des formulations innovantes en gel à libération contrôlée d’insecticides traditionnels, tels que les carbamates ou les organophosphates ont également été conçus pour le contrôle direct des ravageurs des champs agricoles.

Cependant, on peut se demander quelle application de ces types de formulations de gel trouvera une utilisation pratique. En effet, les mesures d’enregistrement sont de plus en plus strictes contre ces groupes et éventuellement d’autres groupes de composés pesticides neurotoxiques.

Ainsi, une perspective plus optimiste pour la lutte antiparasitaire agricole semble être dans le développement de formulations de gel en tant que vecteurs de :

  • bio-agents microbiens,
  • insecticides botaniques naturels (extraits de plantes, huiles essentielles),
  • répulsifs naturels,
  • et de gel à base de leurres pour la libération contrôlée de phéromones appliquées comme phéromones perturbatrices de l’accouplement dans le cadre de la stratégie de lutte intégrée.

Les gels et autres polymères (en particulier les biopolymères) ont alors également de bonnes perspectives en tant que supports d’agents d’imprégnation acceptables pour l’environnement (par exemple, les borates) pour la protection du bois de construction/de structure.

Rodonticides et insecticides en gel : quelle conclusion ?

Divers gels porteurs de rodonticides et d’insecticides, ainsi que des agents de lutte biologique (micro-organismes), ont été proposés pour la lutte contre de nombreuses espèces de nuisibles. Les formulations en pâte et en gel commencent depuis peu à remplacer les formulations traditionnelles en granulés pour le contrôle et/ou le suivi des rongeurs. On utilise diverses formulations d’appâts en gel avec succès depuis plusieurs décennies pour protéger la santé publique et lutter contre les nuisibles urbains, tels que le cafard et la fourmi. Les nouvelles formulations à base d’hydrogels sont principalement au stade de la recherche et du développement.

De profondes avancées ont été réalisées dans l’utilisation des formulations de gel comme répulsifs dans la gestion des risques médicaux des moustiques vecteurs d’agents pathogènes comme le paludisme.

Malgré les efforts de recherche, peu ou pas de formulations pratiques d’insecticides neurotoxiques traditionnels semblent être disponibles et homologuées pour le contrôle des ravageurs agricoles et forestiers.

Cependant, des nanoformulations de gel permettent la libération lente de phéromones pour la manipulation comportementale des ravageurs horticoles. Le potentiel des gels pour l’application d’extraits de plantes (par exemple, les huiles essentielles, les huiles essentielles) dans l’agriculture est nouvellement exploré. D’ailleurs, les hydrogels semblent être une technologie émergente pour la libération contrôlée d’huiles essentielles par fumigation pour la lutte contre les phytoravageurs dans les serres, par exemple les phytoravageurs résistants. Les résultats sont prometteurs pour la protection des denrées alimentaires telles que le jambon séché contre les acariens nuisibles à l’aide de formulations en gel.

Les recherches actuelles montrent que les formulations de gel trouveraient une application importante en tant que vecteurs de ce que l’on appelle les « insecticides intelligents ».

Utilisation des formulations gel en lutte antiparasitaire

On appelle pesticides les produits chimiques de protection conçus et homologués pour lutter contre les organismes nuisibles. Dans la législation de l’Union européenne (UE), les pesticides se divisent en biocides et en produits phytopharmaceutiques. Les matières actives comprennent un large éventail de groupes chimiques qui peuvent être d’origine naturelle ou synthétique.

Actuellement, on recherche surtout des substances et des supports (huiles, gels d’algues) d’origine naturelle et facilement biodégradables. Par exemple, on utilise les huiles essentielles ou les huiles comestibles comme pesticides et répulsifs naturels. Quant aux nuisibles cibles, les catégories les plus importantes de pesticides sont :

  • les insecticides (dont les acaricides), qui contrôlent les arthropodes nuisibles (c’est-à-dire les insectes et les acariens),
  • et les rodonticides, qui contrôlent les rongeurs ou d’autres vertébrés nuisibles.

On utilise les insecticides et les rodonticides à l’échelle mondiale dans diverses sphères de la société humaine. On les utilise tout au long de la chaîne de production alimentaire, de la production agricole primaire au stockage des produits de base et à la production alimentaire.

Les pesticides sont un élément important de la quarantaine phytosanitaire nationale et internationale et de la protection de l’environnement contre les organismes envahissants. Un autre domaine important de leur utilisation est la lutte contre les ravageurs d’importance médicale. Ici, les pesticides sont un outil important pour assurer la santé publique.

Les principaux domaines d’utilisation actuelle des gels contre les organismes nuisibles

Utilisation des gels, (dont hydrogels) dans divers domaines de la lutte antiparasitaire et atténuation des impacts environnementaux des pesticides.

On utilise divers gels et pâtes souples pour certains types de formulations traditionnelles d’insecticides et de rodonticides. Au cours des dernières décennies, en particulier avec l’avènement des progrès de l’encapsulation et des nanotechnologies, les chercheurs ont concentré leur attention sur l’application de gels pesticides dans de nouveaux domaines de protection des denrées, de la santé humaine et de l’environnement contre les organismes nuisibles et invasifs. Les gels pesticides commencent donc à être un complément aux formulations traditionnelles. Dans certains cas, c’est une alternative importante et plus sûre pour l’environnement.

Les insecticides et biocides traditionnels comprennent les formulations solides, gazeuses, liquides et en gel. Chaque pesticide doit formuler la matière active à l’aide d’un support, de synergistes, d’additifs et d’autres composants. Les formulations commerciales optimisées prolongent l’effet résiduel et augmentent l’efficacité biologique des biocides sur les nuisibles.

Mais elles augmentent également leur innocuité pour les humains, les organismes non ciblés et l’environnement. La résistance des nuisibles aux biocides continue d’augmenter. De plus, la réglementation restreint ou interdit des groupes entiers de matières actives. Ainsi les fabricants recherchent de nouvelles options. Ils veulent des formulations plus efficaces et des méthodes d’application plus sûres pour les ingrédients restants. Ainsi, des techniques d’application avancées et les formulations d’insecticides et de rodonticides à base de polymères, de nanotechnologies et d’encapsulation de matières actives arrivent progressivement au premier plan des préoccupations des fabricants de biocides.

 

Source : MDPI | Shah, JA ; Vendl, T.; Aulicky, R.; Frankova, M.; Stejskal, V. Gel Carriers for Plant Extracts and Synthetic Pesticides in Rodent and Arthropod Pest Control: An Overview. Gels 2022 , 8 , 522. https://doi.org/10.3390/gels8080522

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