Les mitochondries ont toujours été appelées la centrale électrique des cellules en raison de leur production d’énergie chimique pendant le processus de phosphorylation oxydative 1,2. Au-delà de leurs principales fonctions métaboliques de base, les mitochondries sont également impliquées dans de nombreux autres processus cellulaires, allant des niveaux de régulation intracellulaire Ca2+, des processus inflammatoires et de la production d’espèces réactives de l’oxygène aux processus d’induction de la mort cellulaire3. La bioénergétique mitochondriale et sa dérégulation ont été associées à des processus intracellulaires qui affectent la fonction cellulaire et la santé globale. Cela a suscité un intérêt croissant pour la recherche sur le potentiel pharmaceutique du ciblage de la fonction mitochondriale afin de développer des thérapies innovantes et des bioproduits sûrs 4,5,6. De plus, la compréhension de l’interaction complexe des processus mitochondriaux et de leur impact sur la fonction cellulaire est cruciale pour développer des thérapies ciblées et présenter des opportunités pour la conception de bioproduits visant à contrôler les maladies à transmission vectorielle et les infestations de ravageurs 7,8.
Le ciblage de composants spécifiques de la chaîne de transport d’électrons avec des xénobiotiques est apparu comme une stratégie pour moduler la fonction mitochondriale pour la génération de biopesticides. Il a été démontré que les composés naturels et synthétiques inclus dans les formulations de pesticides, tels que les pesticides ciblant les mitochondries à base de nanoparticules, affectent la fonction mitochondriale en diminuant le potentiel mitochondrial et la synthèse de l’ATP chez S. frugiperda9.
De plus, la plupart des produits à base de carbamates et de pyréthrinoïdes ont été signalés comme inhibiteurs du complexe I chez les moustiques ; cependant, leur exposition prolongée a créé des populations résistantes aux pyréthrinoïdes chez Anopheles gambiae, souvent associées à des niveaux élevés de P450 qui peuvent métaboliser ces substrats10,11. De même, les plantes et leurs huiles essentielles, extraits et métabolites secondaires ont été documentés comme des insecticides potentiels ayant un large éventail de mortalité à différents stades de l’insecte12,13. L’activité insecticide de ces composés naturels peut être liée à l’inhibition du transport d’électrons en un point spécifique de la chaîne respiratoire mitochondriale en modulant la production d’espèces réactives de l’oxygène, le potentiel mitochondrial ΔΨm et la synthèse d’ATP qui peuvent déclencher les processus de mort cellulaire 6,8.
Les composés naturels, en tant que sources de formulation de pesticides, et leurs effets sur les mitochondries jouent un rôle crucial dans la conception de nouveaux biopesticides sûrs. Dans ce contexte, ce manuscrit décrit une méthodologie permettant d’identifier la capacité des xénobiotiques à activer ou à inhiber le transport d’électrons à travers les complexes mitochondriaux. Cette approche complète permet de mesurer avec précision les effets des xénobiotiques sur la fonction mitochondriale à l’aide d’une variété de substrats, en utilisant à la fois des méthodes de respirométrie et de spectrophotométrie. Cette méthodologie a été appliquée pour analyser la fonction mitochondriale d’espèces vectrices clés, y compris Aedes aegypti, ce qui a conduit à théoriser la présence de protéines découplées et des préférences distinctes de substrat oxydable spécifiques à chaque espèce.