Le désherbant inattendu du futur

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Des scientifiques de l’Université d’Adélaïde ont réaffecté un antibiotique contre la tuberculose qui n’avait pas fait ses preuves en un puissant herbicide capable de s’attaquer à deux mauvaises herbes envahissantes répandues en Australie sans nuire aux cellules humaines ou bactériennes. Cette approche, qui implique des modifications structurelles de la molécule pour bloquer la croissance des mauvaises herbes, pourrait révolutionner le développement des herbicides et fournir une solution plus rapide et plus rentable aux agriculteurs et aux propriétaires qui doivent faire face à des infestations de mauvaises herbes.

Les désherbants du futur pourraient bientôt être basés sur des antibiotiques qui ont échoué.

Une molécule initialement conçue pour lutter contre la tuberculose, bien qu’elle n’ait pas dépassé le stade de l’antibiotique en laboratoire, se révèle aujourd’hui être un puissant ennemi des mauvaises herbes envahissantes qui s’attaquent à nos jardins et causent des milliards de dollars de pertes annuelles aux agriculteurs.

Alors que l’antibiotique raté n’était pas adapté à son objectif initial, des scientifiques de l’université d’Adélaïde ont découvert qu’en modifiant sa structure, la molécule devenait efficace pour tuer deux des mauvaises herbes les plus problématiques en Australie, l’ivraie annuelle et le radis sauvage, sans nuire aux cellules bactériennes et humaines.

« Cette découverte pourrait changer la donne pour l’industrie agricole. De nombreuses mauvaises herbes sont désormais résistantes aux herbicides existants sur le marché, ce qui coûte aux agriculteurs des milliards de dollars chaque année », a déclaré le chercheur principal, le Dr Tatiana Soares da Costa, du Waite Research Institute de l’Université d’Adélaïde.

« L’utilisation d’antibiotiques défaillants comme herbicides permet d’accélérer le développement de nouveaux désherbants plus efficaces qui ciblent les mauvaises herbes nuisibles et envahissantes que les agriculteurs ont du mal à contrôler. »

Les chercheurs du laboratoire d’innovation en matière d’herbicides et d’antibiotiques de l’université ont découvert qu’il existait des similitudes entre les superbactéries et les mauvaises herbes au niveau moléculaire.

Emily Mackie, Andrew Barrow et Tatiana Soares da Costa

(De gauche à droite) Emily Mackie, Andrew Barrow et Tatiana Soares da Costa. Crédit : Université d’Adélaïde

Ils ont exploité ces similitudes et, en modifiant chimiquement la structure d’un antibiotique défaillant, ils ont pu bloquer la production de l’acide aminé lysine, essentiel à la croissance des mauvaises herbes.

« Il n’y a pas d’herbicides disponibles sur le marché qui fonctionnent de cette manière. En fait, au cours des 40 dernières années, pratiquement aucun nouvel herbicide doté de nouveaux mécanismes d’action n’a été mis sur le marché », a déclaré Andrew Barrow, chercheur postdoctoral dans l’équipe de M. Soares da Costa à l’Institut de recherche Waite de l’Université d’Adélaïde.

On estime que les mauvaises herbes coûtent à l’industrie agricole australienne plus de 5 milliards de dollars chaque année.

L’ivraie annuelle, en particulier, est l’une des mauvaises herbes les plus graves et les plus coûteuses dans le sud de l’Australie.

« La stratégie de raccourci permet de gagner un temps précieux et d’économiser des ressources, et pourrait donc accélérer la commercialisation de nouveaux herbicides indispensables », a déclaré le Dr Soares da Costa.

« Il est également important de noter que l’utilisation d’antibiotiques qui ont échoué n’entraînera pas de résistance aux antibiotiques, car les molécules herbicides que nous avons découvertes ne tuent pas les bactéries. Elles ciblent spécifiquement les mauvaises herbes et n’ont aucun effet sur les cellules humaines », a-t-elle ajouté.

Les agriculteurs ne sont pas les seuls à pouvoir bénéficier de cette découverte. Les chercheurs affirment qu’elle pourrait également conduire au développement de nouveaux désherbants pour cibler les mauvaises herbes qui poussent dans nos jardins et nos allées.

« Notre approche de réaffectation pourrait permettre de découvrir des herbicides aux applications étendues, capables de tuer une grande variété de mauvaises herbes », a déclaré le Dr Barrow.

Le Dr Tatiana Soares da Costa et son équipe envisagent maintenant de découvrir d’autres molécules herbicides en réutilisant d’autres antibiotiques qui n’ont pas fonctionné et en s’associant avec l’industrie pour introduire de nouveaux herbicides sûrs sur le marché.

Référence : « Repurposed inhibitor of bacterial dihydrodipicolinate reductase exhibits effective herbicidal activity » par Emily R. R. Mackie, Andrew S. Barrow, Marie-Claire Giel, Mark D. Hulett, Anthony R. Gendall, Santosh Panjikar, et Tatiana P. Soares da Costa, 22 mai 2023, Communications Biology.
DOI: 10.1038/s42003-023-04895-y

Cette recherche a été financée par le Conseil australien de la recherche par le biais d’une bourse DECRA et d’un projet de découverte attribué au Dr. Tatiana Soares da Costa.

Le premier auteur de l’article est Emily Mackie, étudiante en doctorat dans l’équipe du Dr Soares da Costa, qui bénéficie de bourses de la Grains and Research Development Corporation et du Research Training Program. Les co-auteurs sont Andrew Barrow, Marie-Claire Giel, Anthony Gendall et Santosh Panjikar.

Le Waite Research Institute stimule et soutient la recherche et l’innovation au sein de l’Université d’Adélaïde et de ses partenaires afin de renforcer les capacités des secteurs agricole, alimentaire et viticole australiens.