L'unité mixte de recherche "biologie moléculaire et d'immunologie parasitaires" (Anses-EnvA-INRAE), en collaboration avec l'UR1264 MycSA, Bordeaux-Aquitaine, publie un article, dans Scientific Report, sur l’action de molécules de tiques sur la croissance de Fusarium graminearum, un champignon ayant un impact important sur les cultures dans le monde.
Fusarium graminearum est un pathogène fongique majeur affectant les cultures d'importance mondiale. Ce champignon microscopique produit des toxines, en l'occurrence des mycotoxines car toxines de champignons, appelées "trichothécènes de type B (TCTB)". Ces mycotoxines provoquent des maladies : la fusariose de l'épi (FHB) affecte les céréales à petites graines, notamment le blé, l'avoine, l'orge, le riz et le seigle, tandis que la pourriture de l'épi de Gibberella (GER) a un impact majeur sur la production de maïs. Ces toxines ne sont pas complètement éliminées lors de la transformation des denrées alimentaires et des aliments pour animaux. Au-delà des pertes de rendement, elles sont dangereuses pour la santé humaine et animale. Il s'agit donc d'un important sujet de santé publique, pris en compte par les autorités europénnes.
Bien que de bonnes pratiques agricoles aient été proposées pour réduire l'impact de la contamination des céréales par le Fusarium, elles ne sont pas toujours efficaces pour garantir le respect des réglementations en matière de sécurité. Ainsi, le développement de solutions innovantes, durables et respectueuses de l'environnement pour réduire les contaminations des céréales par les mycotoxines produites par F. graminearum est particulièrement encouragé, de même que le développement de stratégies de prévention.
Dans ce sens, l'unité mixte de recherche "biologie moléculaire et d'immunologie parasitaires - BIPAR" (Anses-EnvA-INRAE), en collaboration avec l'UR1264 MycSA, Bordeaux-Aquitaine, publie un article, dans Scientific Report, sur l’action de molécules de tiques sur la croissance de Fusarium graminearum. La tique, ce parasite vecteur d'agents pathogènes, notamment ceux responsables de la maladie de Lyme, dispose d'une grande capacité de résistance, par des réactions immunitaires variées, lui permettant de s'adapter à différents environnements. Les défensines font partie de ses outils de résistance. Il s'agit d'une famille de molécules antimicrobiennes très importantes pour ce parasite, agissant contre des bactéries, contre les eucaryotes tels que les champignons et certains parasites. La défensine lutte contre la croissance de Fusarium graminearum.
Dans ce travail, l'équipe de chercheurs de BIPAR montre que le traitement avec un élément de la défensine de tique, appelée TickCore3 (TC3), diminue la croissance de F. graminearum et abroge la production de TCTB. La forme oxydée du TC3 perd son activité antifongique, mais conserve son activité anti-mycotoxine. Ce peptide, qui peut être facilement synthétisé, pourrait ainsi être utilisé dans des solutions phytosanitaires et apparait comme un moyen efficace de réduire la contamination par les mycotoxines des cultures infectées par F. graminearum, proposant une protection des plantes contre les maladies fongiques.
Les résultats jettent les bases du développement de stratégies novatrices et respectueuses de l'environnement.
Une collaboration internationale : Alejandro Cabezas-Cruz (UMR BIPAR, France), Florence Forget (UR 1264 MycSA, France), James J Valdés (Institute of Parasitology, Czech Republic) and Miray Tonk (Institute for Insect Biotechnology, Germany).
Fusarium graminearum is a major fungal pathogen affecting crops of worldwide importance. F. graminearum produces type B trichothecene mycotoxins (TCTB), which are not fully eliminated during food and feed processing.
Therefore, the best way to minimize TCTB contamination is to develop prevention strategies. Herein we show that treatment with the reduced form of the γ-core of the tick defensin DefMT3, referred to as TickCore3 (TC3), decreases F. graminearum growth and abrogates TCTB production. The oxidized form of TC3 loses antifungal activity, but retains anti-mycotoxin activity. Molecular dynamics show that TC3 is recruited by specific membrane phospholipids in F. graminearum and that membrane binding of the oxidized form of TC3 is unstable.
Capping each of the three cysteine residues of TC3 with methyl groups reduces its inhibitory efficacy. Substitutions of the positively-charged residues lysine (Lys) 6 or arginine 7 by threonine had the highest and the lesser impact, respectively, on the anti-mycotoxin activity of TC3. We conclude that the binding of linear TC3 to F. graminearum membrane phospholipids is required for the antifungal activity of the reduced peptide.
Besides, Lys6 appears essential for the anti-mycotoxin activity of the reduced peptide. Our results provide foundation for developing novel and environment-friendly strategies for controlling F. graminearum.
Auteurs/Authors:
Valentin Leannec-Rialland, Alejandro Cabezas-Cruz, Vessela Atanasova, Sylvain Chereau, Nadia Ponts, Miray Tonk, Andreas Vilcinskas, Nathalie Ferrer, James J. Valdés & Florence Richard-Forget
