Le chitosane est un biopolymère dérivé de la chitine qui a suscité un vif intérêt en raison de ses activités biologiques. Il peut être produit par l’exosquelette des arthropodes (crustacés et insectes) et par les membranes et spores structurelles des champignons. Son application s’est étendue à de nombreux secteurs. Notamment pharmaceutique, médical, vétérinaire, agroalimentaire et agricole. Dans ce dernier, le chitosane est utilisé pour améliorer l’interaction entre les plantes et les micro-organismes. Ainsi que le métabolisme des plantes, des fruits et la germination. De plus, il a été démontré que le chitosane améliore la disponibilité et la stabilisation des insecticides et des huiles essentielles. Plusieurs formulations de chitosane ont été étudiées comme outils de lutte contre les insectes nuisibles. Cette revue en trois parties vise à se concentrer sur le rôle du chitosane comme outil de lutte antiparasitaire en examinant toutes les formulations possibles de chitosane.
1- Généralités
Le chitosane, un polysaccharide issu de la désacétylation de la chitine, est un biopolymère polyvalent et écologique aux multiples applications. Il est reconnu pour sa biodégradabilité, sa biocompatibilité et sa non-toxicité. Outre ses propriétés antimicrobiennes, antioxydantes et antitumorales. Grâce à ses propriétés, le chitosane est utilisé dans de nombreux domaines, notamment la médecine, la pharmacie, la cosmétique, le textile, la nutrition et l’agriculture.
Cette revue se concentre sur le rôle du chitosane dans la lutte contre les insectes nuisibles. Notamment pour l’agriculture, l’alimentation et la santé publique. Différentes formulations, notamment le chitosane nature, l’enrobage de chitosane, le chitosane avec nématodes, les modifications du chitosane et les nanoparticules de chitosane, sont explorées.
Des essais biologiques utilisant ces formulations ont mis en évidence l’efficacité des nanoparticules de chitosane et d’huile essentielle dans la lutte antiparasitaire. Ceci grâce à leur mobilité accrue et à la libération prolongée des huiles essentielles. Les dérivés du chitosane contenant des groupes alkyle, benzyle et acyle ont montré une bonne activité contre les insectes nuisibles grâce à une meilleure solubilité et une activité accrue par rapport au chitosane ordinaire.
L’objectif de cette revue est donc de fournir aux lecteurs des informations actualisées sur l’utilisation et les applications potentielles des formulations de chitosane comme outils de lutte antiparasitaire.
Nota Bene:
Ces dernières décennies, la recherche s’est de plus en plus intéressée à des matériaux alternatifs, biodégradables et écologiques pour diverses applications scientifiques. Les biopolymères tels que la cellulose, l’amidon, les gélatines et le chitosane ont suscité un vif intérêt en raison de leurs caractéristiques intéressantes. Notamment leur biodégradabilité, leur biocompatibilité et leur non-toxicité pour l’homme [ 1 , 2 ]. Le chitosane est le principal dérivé de la chitine. Il a été découvert dans les champignons par Henri Braconnot en 1811, qui l’a baptisé « fongine ». Plus tard, en 1821, Auguste Odier a isolé le même composé à partir de cuticules de coléoptères et l’a baptisé « chitine » [ 3 , 4 ].
2- Ce qu’il faut savoir
La chitine fut le premier polysaccharide identifié par l’homme, précédant la cellulose d’environ 30 ans, et le polymère le plus abondant après cette dernière. En effet, la chitine est le composant le plus abondant dans l’exosquelette des arthropodes et dans les membranes structurales et les spores des champignons [ 2 , 5 ]. Les crevettes et les crabes, sont caractérisés par une teneur élevée en chitine. Soit environ 20 à 30 %. Elles sont les sources commerciales les plus courantes de ce polysaccharide, bien que leur utilisation comme source de chitine ait été récemment largement débattue [ 6 , 7 ].
Alors que la demande mondiale de chitosane augmente, avec un taux de croissance annuel de 15,4 %. Il est nécessaire de trouver des sources alternatives pour répondre à la demande du marché. Ces dernières années, la recherche s’est également concentrée sur l’étude des insectes, caractérisés par 10 à 15 % de chitine, comme source alternative de cette dernière [ 8 ]. L’extraction de la chitine des insectes est également avantageuse en termes de méthode d’élevage, de consommation de substance et de temps de production [ 9 ]. Les espèces d’insectes les plus étudiées pour la production de chitosane sont Hermetia illucens (Linnaeus, 1758) (Diptera Stratiomyidae). Tenebrio molitor (Linnaeus, 1758) (Coleoptera Tenebrionidae) et Alphitobius diaperinus (Panzer, 1797) (Coleoptera Tenebrionidae).
La production de chitosane à partir de chitine, quelle que soit sa source, se caractérise principalement par trois étapes d’extraction : déminéralisation, déprotéinisation et désacétylation [ 2 , 9 ]. Cependant, différentes conditions au cours du processus d’extraction, telles que la concentration des réactifs, le temps et la température, le pH, la présence ou l’absence de cations métalliques. Par ailleurs le pKa, le poids moléculaire et le degré de désacétylation, peuvent affecter les propriétés du biopolymère [ 10 ].
3- Les applications de la chitosane
Le chitosane possède des propriétés antimicrobiennes, antioxydantes et antitumorales bien connues [ 10 , 11 , 12 ], et son application s’est étendue à de nombreux secteurs. Notamment les secteurs pharmaceutique, médical, vétérinaire, alimentaire et agricole. Dans l’industrie pharmaceutique, le chitosane est utilisé dans les formules de médicaments pour prévenir l’irritation de l’estomac grâce à ses propriétés antiacides et antiulcéreuses [ 2 ]. Dans l’industrie cosmétique, il est utilisé pour les traitements des cheveux et de la peau. En médecine, il est utilisé pour les implants orthopédiques et parodontaux. Enfin dans le domaine textile, il est employé pour ses propriétés antistatiques et dans la purification de l’eau [ 1 , 2 , 13 ].
En nutrition animale, il est utilisé comme antimicrobien pour protéger les aliments pour animaux de la contamination par Escherichia coli et Salmonella spp.. Tandis que dans l’industrie alimentaire, il est utilisé pour les emballages alimentaires [ 14 ]. En agriculture, le chitosane est appliqué au sol, favorisant l’interaction symbiotique entre les plantes et les micro-organismes. Par ailleurs améliorant le métabolisme des fruits et des plantes ainsi que la germination [ 2 , 13 ].
A suivre…….
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Dr Linda Abenaim est titulaire d’une licence en Sciences et Technologies Agronomiques et d’un master, obtenu avec mention très bien, en Conception et Gestion des Espaces Verts Urbains et du Paysage à la Faculté des Sciences Agronomiques, Alimentaires et Agro-Environnementales de l’Université de Pise. En 2024, elle a obtenu un doctorat en Agriculture, Alimentation et Environnement au sein du même département, en soutenant une thèse portant sur l’entomologie générale et appliquée. Elle est actuellement chercheuse postdoctorale dans ce même domaine et au sein de la même institution. Tout au long de son parcours académique et professionnel, elle a mené d’intenses activités de recherche au sein de la section d’Entomologie Agricole, contribuant au développement de nouvelles lignes d’étude sur les insectes comestibles, en particulier sur Hermetia illucens. Ses travaux ont porté notamment sur : l’évaluation de la capacité de ces espèces à biodégrader les plastiques; l’analyse des performances larvaires dans différentes conditions alimentaires; l’extraction de chitine et la production de chitosane à partir des pupes.
En parallèle, elle a conduit des études sur la lutte biologique contre certaines espèces nuisibles, telles que Thrips tabaci et Aedes albopictus, par le biais de tests de prédation avec Aeolothrips intermedius et Notonecta maculata. Elle a également réalisé des essais de bioactivité de composés naturels, tels que des huiles essentielles et/ou leurs composants, contre Sitophilus oryzae et Philaenus spumarius.
Elle maîtrise des techniques avancées de dissection, d’analyses moléculaires et bioinformatiques, ainsi que de traitement et d’interprétation de données. Elle a également effectué un séjour de recherche de six mois à l’étranger, au sein de la Faculté de Gembloux Agro-Bio Tech de l’Université de Liège.
Ses résultats ont été publiés dans des revues scientifiques indexées ISI et présentés lors de conférences de portée nationale et internationale.
