Le larvicide Bti pour le contrôle du virus du Nil occidental : une alternative aux pesticides chimiques

Généralités

Les propriétés de l’insecticide biologique Bacillus thuringiensis subsp. israelensis (Bti) en font un produit de choix pour contrôler la transmission du virus du Nil occidental. Au Québec, il est employé depuis 1984 dans des programmes de lutte contre les insectes piqueurs comme les moustiques et les mouches noires¹. Cependant, l’utilisation d’un insecticide, même biologique, dans l’environnement et la possible exposition de la population humaine vient poser la question de sa sécurité pour la santé publique. En 1995, à la demande du ministère de la Santé et des Services sociaux du Québec (MSSS), le Comité de santé environnementale du Québec (CSE) avait produit un avis scientifique sur l’utilisation du Bt en milieux forestier, agricole et urbain^2-4. Dans le contexte de l’arrivée possible du virus du Nil occidental au Québec dans les prochaines années, la mise à jour de cet avis s’avère essentiel. Notons cependant que, puisqu’il existe peu de documentation spécifique sur les effets sur la santé humaine et animale du Bti, l’information présentée dans cet article discute en général de l’innocuité du Bt et de ses différentes souches.

Propriétés et mode d’application

La propriété larvicide du Bt vient d’un groupe de protéines agglomérées désignées par le vocable «corps d’inclusion parasporal» ou, plus simplement, «cristal/cristaux». Les cristaux sont produits de manière concomitante à la sporulation des bactéries qui est induite par des conditions environnementales ne permettant plus à ces dernières de survivre. Lorsque ingéré par la larve visée, le cristal se dissout dans le système digestif alcalin de l’insecte où des enzymes spécifiques activent les toxines bactériennes (appelées endotoxines-delta) qui perforent dès lors l’épithélium du tube digestif, provoquant ainsi la mort de la larve^1,5,6.

Les produits commerciaux à base de Bti contiennent de la toxine sous forme de cristaux, des spores de la bactérie et divers ingrédients dits inertes ne participant pas à l’action pesticide en tant que telle. Les produits commerciaux se retrouvent généralement sous quatre formes : poudre, granules, briquettes et liquide¹. Ils sont appliqués directement en milieu aquatique par voie terrestre (ex. à partir d’un réservoir portatif sur le dos des applicateurs) ou aérienne (ex. granules largués par un aéronef) selon le type de milieu, sa superficie et son accessibilité. Au Québec, le Bti généralement employé pour le contrôle des larves de moustiques est sous forme liquide et est déposé directement dans l’eau stagnante.

Risques biologiques et infectieux; expositions expérimentales

L’exposition expérimentale de mammifères au Bt par voies orale, respiratoire, sous-cutanée ou oculaire n’a pas provoqué d’effets négatifs majeurs^7-11. Par exemple, au terme d’une étude d’une durée de deux ans pendant laquelle des rats ont reçu une formulation commerciale de Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki (Btk) (8400 mg/kg poids corporel), le seul effet rapporté a été une diminution de la masse corporelle des femelles vers la 100e semaine¹². Certaines formulations commerciales contenant du Bti ont causé une irritation conjonctivale chez le lapin, mais, selon les auteurs, cela semble plutôt reliée à la nature abrasive du produit formulé plutôt qu’à l’agent microbien lui-même⁷. Des cas d’irritation dermique ont également été observés⁹. Par ailleurs, l’inoculation de la bactérie dans l’animal provoque, en général, peu de problèmes sauf lors d’exposition à de fortes doses (de 10⁷ à 10⁸ spores/animal) ayant causé la mortalité des animaux à la suite à d'une injection intracérébrale^8,11, instillation intranasale¹³ ou inhalation d’une souche virulente (sous-espèce konkukian) non utilisée dans les formulations commerciales¹⁴. L’extrapolation de ces résultats à l’humain est peu vraisemblable à cause des concentrations expérimentales utilisées qui dépassent largement ce que pourrait respirer une personne exposée, soit 100 millions de fois plus (sur la base du nombre de spores/kg poids corporel) dans le cas d’un travailleur forestier¹⁵. Il est par ailleurs à noter que l’exposition expérimentale a démontré que l’endotoxine delta s’avère non toxique pour les mammifères à moins de simuler expérimentalement et avec de fortes doses les conditions très basiques du système digestif des insectes¹⁶. À la fin des années 1950, certains volontaires ont ingéré des doses relativement importantes de Bacillus thuringiensis sans démontrer d’effets adverses⁷. L’absence de symptômes cliniques s’expliquerait justement par le fait que l’endotoxine delta n’est pas activée par le pH acide de l’estomac des mammifères¹⁷.

Exposition et réactions chez l’humain

Chez l’humain, un cas d’ulcère cornéen et un cas de lymphangite consécutive à des inoculations accidentelles ont été rapportés. Dans les deux situations, le rôle pathogène du bacille était possible, mais n’a pas été clairement démontré^18,19. Dans le premier cas, des similitudes entre la souche de Btk et l’espèce Bacillus cereus, reconnu comme une bactérie potentiellement pathogène pour l’œil, aurait nécessité une analyse plus poussée¹⁷. Dans l’autre cas, la présence concomitante de la bactérie Acinetobacter calcoaceticus anitratus a joué un rôle déterminant dans le processus pathologique, tel que démontré ultérieurement en laboratoire¹⁹.

Une surveillance des populations exposées à un insecticide à base de Btk a été effectuée dans quelques milieux. Le programme le plus intensif décrit à ce jour a été mis sur pied à Vancouver en raison d’arrosages massifs réalisés pour lutter contre une infestation de spongieuses asiatiques (chenilles ravageuses). Dans le cadre de cette étude, seuls les travailleurs les plus exposés à des concentrations importantes de l’insecticide ont rapporté certains symptômes (irritation des yeux et des voies respiratoires, gerçure des lèvres et peau sèche) qui semblent avoir été causés par la formulation commerciale plutôt que la bactérie elle-même. Il n’y a pas eu d’augmentation significative des consultations aux salles d’urgence ni d’apparition de symptômes particuliers ou d’infection chez les populations sous surveillance²⁰. Plus récemment, une étude similaire a été effectuée à Victoria (île de Vancouver) où il a été démontré qu’une souche de Btk utilisée pour lutter contre la spongieuse était présente dans les voies nasales de plusieurs personnes pendant la période d’épandage sans qu’aucune manifestation clinique pouvant être liée au bacille n’ait été rapportée²¹. Une étude américaine de plusieurs groupes de travailleurs agricoles subissant diverses expositions au Bt a montré que, dans le groupe le plus exposé, 50% des personnes ont eu une réaction d’hypersensibilité localisée suite à un test cutané (allergie atopique) contre 15% pour celles des autres groupes²².

Un programme de surveillance a été mis en place en Oregon pour évaluer la possibilité que l’exposition de populations humaines à des arrosages de Btk puisse conduire à des infections identifiables par un examen microbiologique²³. L’étude a permis de relever trois cas d’infection où le rôle de Bacillus thuringiensis était, selon les auteurs, difficile à interpréter : une personne âgée atteinte d’une pneumonie, souffrant déjà d’un cancer et sous traitement aux stéroïdes; un cas d’inflammation de la vésicule biliaire avec gangrène; celui d’une cellulite chez un usager de drogues intraveineuses.

Au Québec, dans la région du Bas-Saint-Laurent, un suivi des travailleurs exposés au Btk a été effectué lors des programmes d’arrosages aériens contre la tordeuse des bourgeons de l’épinette dans les années 1980. Aucune des études menées entre 1984 et 1986 par le DSC du Grand-Portage^24-26 et par l’Université Laval²⁷ n’a relevé de symptôme chez les travailleurs exposés de façon régulière à l’insecticide. Les deux groupes de recherche ont cependant rapporté l’apparition d’anticorps, notamment chez les travailleurs exposés régulièrement. Une telle situation est compréhensible puisqu’elle fait partie de la réponse physiologique normale à toute exposition à un micro-organisme, même non pathogène.

Des tests faits avec une dizaine de formulations commerciales de bio-insecticide contenant du Bt ont montré la capacité de toutes les souches à produire une toxine diarrhéique (intestino-nécrotique) du même type que celle synthétisée par Bacillus cereus, responsable d’intoxications alimentaires, bien qu’à des concentrations moindres²⁸. Toutefois, l’incapacité des spores de Bt de germer dans le système digestif humain laisse croire que leur ingestion ne représenterait pas un risque notable pour la santé humaine bien qu’aucune étude du risque n’ait été effectuée de manière spécifique⁶. Au Québec, le Laboratoire de santé publique du Québec (LSPQ), à la demande du MSSS, a mis sur pied en 1996 un programme de surveillance des infections à Bt en collaboration avec l’Institut de recherche en biotechnologie. Ainsi, les centres hospitaliers du Québec ont fait parvenir au LSPQ, de janvier 1996 jusqu’à la fin de l’an 2000, les souches de Bacillus présumées cereus isolées dans leurs laboratoires. Les souches reçues ont été caractérisées afin de déterminer s’il pouvait s’agir plutôt de Bacillus thuringiensis, et le cas échéant, d’en préciser la variété. Aucune souche de Bti n’a été identifiée parmi les 89 isolats étudiés. Seules trois souches de Btk ont été trouvées en 1995 et 1996. Dans ces trois cas, il a été conclu, avec les médecins traitants, que le Bt n’était pas la cause de la maladie et que les trois isolats résultaient probablement d’une contamination des spécimens en laboratoire²⁹.

Par ailleurs, depuis plusieurs années, la possibilité que des personnes immunodéprimées (principalement les sidatiques, les personnes recevant des traitements anti-cancéreux ou ayant subi une transplantation d’organes, les grands brûlés, les nouveau-nés et les personnes âgées ayant un état de santé affaibli) courent plus de risques d’être infectées au Bt, a reçu une certaine attention. Ces patients sont en effet plus sujets à développer des infections à des micro-organismes normalement considérés comme étant non pathogènes chez l’humain. Ainsi, dans le cadre de l’évaluation des effets des pulvérisations du Btk dans la région de Vancouver, une surveillance des personnes immunodéprimées ou atteintes de maladies affectant gravement le système immunitaire a été effectuée. Les auteurs n’ont pas été en mesure de mettre en évidence une infection causée par le Btk²⁰. Plusieurs chercheurs estiment cependant que les personnes immunodéprimées pourraient constituer une cible préférentielle pour des infections opportunistes causées par Bacillus thuringiensis^17,23,30.

Formulations commerciales

Outre les spores et les protéines agglomérées (toxines), les formulations commerciales de Bt contiennent essentiellement deux grands groupes de composés : des résidus et composés organiques divers issus du processus de fermentation; des additifs, aussi appelés composés inertes ou adjuvants, introduits pour favoriser la dissémination et l’efficacité d’action des spores. La composition des formulations commerciales et les résultats des tests effectués pour leur homologation étant des informations protégées par le secret industriel, il est cependant difficile de pouvoir évaluer leur potentiel toxique³. Le processus fédéral d’homologation garantit l’innocuité des formulations de Bt utilisées au Canada et tous les tests demandés sont réalisés autant avec la matière active seule (spores et protéines cristallisées) qu’avec le produit formulé complet³¹. Selon Santé Canada, tous les ingrédients entrant dans la formulation du produit sont donc évalués et réputés non toxiques aux doses utilisées sur le terrain³². Certaines préparations concentrées peuvent toutefois être légèrement irritantes pour la peau et les yeux.

Malgré cette restriction quant à la connaissance spécifique des formulations, la nature générale des principaux additifs utilisés est connue : des agents de conservation permettant d’accroître la stabilité du bio-insecticide; des adhésifs améliorant l’adhérence au feuillage; des agents de protection contre le rayonnement UV permettant de réduire la photodégradation; des agents pour favoriser la dispersion sur la surface des plantes traitées³³. À ces composés, s’ajoutent aussi des émulsifiants et des agents anti-moussant facilitant la manipulation, le mélange et l’application du bio-insecticide; des produits stabilisateurs (comme des agents anti-oxydant ou anti-bactérien) favorisant le maintien de l’intégrité biologique jusqu’à la date de péremption; des agents phagostimulants permettant de rendre plus attrayant le produit pour les insectes visés¹. Van Netten et al.³⁴ ont identifié 38 composés volatils dans la formulation commerciale de Btk (Foray 48B). Les auteurs font remarquer que seulement cinq des composés identifiés se retrouvent sur la liste de l’Agence environnementale de protection étasunienne (USEPA) des 2000 additifs pouvant être utilisés dans la formulation des pesticides. Cela pourrait être expliqué par l’incertitude quant à l’identification des produits, résultant notamment de la dégradation des composés initialement introduits dans la formulation. Ces auteurs ont par ailleurs tenté de retracer ces composés volatils dans l’environnement atmosphérique immédiat d’un lieu d’épandage sans y parvenir. Selon eux, ces substances ne seraient donc pas présentes dans l’air à la suite d'un épandage et ne représenteraient pas un danger notable.

Il faut par ailleurs noter que des risques de contamination bactériologique des préparations de Bt sont possibles puisque, par leur nature, certaines préparations sont susceptibles de permettre la croissance de contaminants microbiens. Ainsi, les programmes de surveillance réalisés au Québec ont permis de constater la présence occasionnelle de certaines bactéries (ex. entérocoques), mais aucun micro-organisme pathogène n’a été identifié^35-38.

Conclusion

Selon les informations actuelles, l’utilisation des insecticides à base de Bacillus thuringiensis ne présente pas de risques notables pour la santé publique. Les formulations employées au Québec ne semblent pas pathogènes ni toxiques aux doses appliquées sur le terrain. Toutefois, comme dans tout programme d’épandage de pesticides, la population en général, dont les personnes allergiques, les hypersensibles et les immunodéprimés, doivent éviter d’être exposées durant l’application du produit. Le respect des règles de sécurité pour restreindre l’exposition de la population et pour la protection individuelle des applicateurs est primordial. Le respect des restrictions inscrites sur l’étiquette, l’application de l’insecticide selon les règles de l’art par des professionnels certifiés et formés à cette fin, de même qu’une utilisation non abusive permettent un usage du Bt qui est sécuritaire pour la santé publique. L’usage du Bti dans le contrôle vectoriel du virus du Nil occidental demeure une alternative plus qu’intéressante à la pulvérisation de pesticides chimiques.

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