RNA-Sprays als neuer Ansatz im Pflanzenschutz
Les technologies à ARN pourraient également s’avérer utiles dans l’agriculture. Les ARN peuvent être conçus de manière à désactiver des gènes importants chez les ravageurs. Pulvérisés sur les cultures, ils ont le potentiel de les protéger contre les parasites.
Les plantes cultivées sont menacées par une multitude de maladies et de parasites. Pour protéger les plantes, de grandes quantités de produits phytosanitaires de synthèse sont donc pulvérisées sur les champs. Leur utilisation provoque toutefois souvent des effets secondaires indésirables: Dans certaines circonstances, ils éloignent non seulement les prédateurs des plantes, mais nuisent également aux insectes utiles. Les produits chimiques risquent également de s’infiltrer dans les cours d’eau et les nappes phréatiques et de nuire ainsi à l’environnement.
Les ARN non codants, qui peuvent être pulvérisés sur les cultures, constituent une alternative aux produits phytosanitaires conventionnels. On utilise des ARN qui régulent les gènes vitaux des ravageurs et qui peuvent ainsi les affaiblir ou même les tuer. En principe, un tel produit phytosanitaire serait respectueux de l’environnement, car l’ARN utilisé pourrait être adapté de manière ciblée au patrimoine génétique de l’organisme nuisible. Comme l’ARN se dégrade rapidement, il est également peu probable qu’il reste à long terme dans l’environnement.
En laboratoire et lors de premiers essais sur le terrain, l’aptitude de l’approche a pu être prouvée. Cependant, l’effet n’a pas été le même pour toutes les espèces d’insectes. Lors des essais, certaines blattes et termites, sauterelles et coléoptères ont réagi clairement à l’absorption d’ARN. Chez les papillons et les mites, ainsi que chez les mouches, l’effet était nettement plus faible, voire inexistant.
L’efficacité des ARN chez différentes espèces d’insectes dépend de nombreux facteurs. La stabilité de l’ARN ou la vitesse à laquelle il est dégradé par les nucléases chez l’insecte jouent un rôle. De plus, chez certains insectes, les ARN peuvent se propager dans tout le corps, alors que chez d’autres, ils restent localisés. Si, comme dans le cas des pucerons, l’ARN est transmis directement de la mèr à la larve, il peut même se conserver pendant plusieurs générations.
De plus, l’application des sprays doit être adaptée aux différents modes d’alimentation des ravageurs. Les subs- tances à ARN actives contre les insectes mangeurs de feuilles comme le doryphore doivent bien adhérer à la surface de la plante et être particulièrement stables face aux conditions environnementales. En revanche, lorsqu’il s’agit de lutter contre les insectes piqueurs ou suceurs, les ARN doivent d’abord parvenir à l’intérieur de la feuille. Il est également possible de pulvériser directement sur les insectes nuisibles, une méthode qui convient surtout aux espèces qui parasitent d’autres êtres vivants. Toutefois, la cuticule externe du ravageur ne doit pas être trop épaisse. Cette méthode a fait ses preuves en laboratoire pour lut- ter contre Varroa destructor, un acarien qui s’attaque aux abeilles mellifères.
Cette méthode s’est déjà avérée efficace en laboratoire pour lutter contre les champignons sur les plantes. Cependant, on ne sait pas encore si les ARN peuvent également être utilisés pour lutter efficacement contre les maladies bactériennes des plantes.
Un insecticide à ARN contre le doryphore a déjà été testé sur le terrain. L’effet mortel du spray à ARN sur les larves de doryphores était comparable à celui des insecticides classiques. Ce produit, appelé « Ledprona » de Greenlight Biosciences, a reçu une autorisation provisoire de mise sur le marché aux États-Unis en décembre 2023.
Un autre produit de la même entreprise est actuellement en cours d’évaluation aux États-Unis par l’autorité d’homologation compétente: Il s’agit d’une substance active contre l’acarien Varroa destructor, qui s’attaque aux larves d’abeilles mellifères. En affaiblissant les abeilles et en leur transmettant des maladies, l’acarien nuit gravement aux colonies d’abeilles. La substance active à ARN est administrée via un sirop et transportée par les abeilles jusqu’aux cellules du couvain où elle agit contre les acariens.
Différentes couleurs, différentes maturations des fruits
Chez les plantes, les ARN peuvent réguler la production de protéines non seulement après la transcription, mais
aussi avant. Pour ce faire, des groupes méthyle (c’est-à-dire des groupes d’atomes très simples composés d’un atome de carbone et de trois atomes d’hydrogène) sont ajoutés à l’ADN végétal. Ce processus s’appelle la méthy- lation de l’ADN médiée par l’ARN. Les gènes qui se trouvent dans la région concernée sont ainsi moins sou- vent transcrits. Cet effet pourrait être utilisé pour supprimer certains gènes sans modifier la séquence d’ADN.
Jusqu’à présent, la méthylation de l’ADN n’a toutefois permis de modifier que la maturation des fruits comme la tomate et, par hasard, la couleur des fleurs de pétunias. Les applications commerciales de cette approche ne sont pas encore en vue.
Effets sur l’environnement
Avant d’autoriser les produits phytosanitaires à base d’ARN, il faut répondre à des questions sur les effets de l’ARN dans l’environnement ou sur d’autres organismes vivants: Est-il probable que des parasites exposés à des pulvérisations d’ARN développent des résistances? Et quel pourrait être l’effet d’un tel produit de pulvérisation sur d’autres organismes qui ne sont pas du tout ciblés ? Il n’est pas facile de répondre à de telles questions.
En ce qui concerne l’impact des ARN sur les organismes vivants qui ne sont pas ciblés par les mesures de lutte, il s’avère avantageux que l’ARN non traité se dégrade généralement rapidement dans l’environnement. Dans les sols argileux, il n’est plus détectable après deux jours. Cependant, de l’ARN pulvérisé sur des feuilles de pommes de terre est resté actif pendant au moins quatre semaines. Les traitements visant à augmenter la stabilité de l’ARN (voir chapitre suivant) ont tendance à prolonger sa durée de vie dans l’environnement.
Chez les insectes qui ne sont pas la cible du spray à ARN, mais qui présentent des séquences génétiques similaires à celles de l’organisme cible, il pourrait y avoir une inactivation involontaire de l’expression des gènes. Ce risque peut être réduit en sélectionnant, à l’aide de méthodes bio-informatiques, des séquences qui ne sont présentes que dans l’organisme cible.