Le cas de l'insecticide agrovétérinaire fipronil 1 Historique et législation

Le fipronil, 5-amino-1-(2,6-dichloro-4-(trifluorométhylphényl)-4-(trifluorométhylsul- -finyl) pyrazole-3-carbonitrile, CAS 120068-37-3), est une substance active de produit phytosanitaire appartenant à la famille chimique des phénylpyrazoles. Il a été mis au point en France par la société Rhône-Poulenc Agro entre 1985 et 1987 et mis sur le marché en 1993. Il a été développé sous forme d'appât contre les cafards et les fourmis, de spray ou de spot-on contre les puces, les tiques et les poux broyeurs des animaux de compagnie, dans les produits pour gazon contre les courtilières, en tant que produit phytosanitaire contre la chrysomèle des racines du maïs, les coléoptères de la pomme de terre ou les charançons du riz et du maïs ou contre les sauterelles, les termites et les insectes résistants aux pyréthroïdes, aux organophosphorés et aux carbamates (Connelly, 2001).

En ce qui concerne l'usage en tant qu'antiparasitaire externe chez les animaux de compagnie, le fipronil, distribué dans 120 pays, est l'antiparasitaire le plus vendu dans le monde. En France en 2004 il représentait 80% des antiparasitaires externes mis sur le marché et la quantité de fipronil distribuée était alors de 2310 kg (AFSSA, 2005). En ce qui concerne l'usage en tant que produit phytosanitaire, le fipronil a été interdit en France en février 2004 car le Régent®, insecticide commercialisé par la société BASF pour le traitement des semences de maïs dont la substance active est le fipronil, était accusé d'être responsable de la mortalité des abeilles. En Europe, une évaluation communautaire a suivi et s'est conclue par un rapport de l'European Food Safety Authority (EFSA, 2006) qui a conduit à une inscription du Régent TS par la directive 2007/57/CE du 16 août 2007, en tant qu'insecticide destiné au traitement des semences, à l'annexe I de la directive 91/414/CEE des substances actives autorisées dans la composition des produits phytopharmaceutiques. Cependant, il a été rappelé aux Etats membres qu'il convenait de rester particulièrement vigilant en ce qui concerne le risque potentiel du fipronil pour les abeilles.

2. Mode d'action

Le fipronil appartient à la seconde génération des insecticides agissant sur les canaux chlorure des récepteurs GABA (acide γ-aminobutyrique, Hainzl et al., 1998). Le GABA est un des neurotransmetteurs inhibiteurs majeurs du cerveau (Ikeda et al., 2001). Une perturbation de ces récepteurs entraine chez l'insecte une paralysie tonique puis la mort. Il existe deux types de récepteurs GABA, le récepteur GABAA et le récepteur GABAB.

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barbituriques, aux benzodiazépines, à la picrotoxine (extrait des fruits de la coque du Levant), à la bicuculline (alcaloïde des plantes), aux anesthésiques généraux, aux alcools, au muscimol (alcaloïde des champignons) et à certains insecticides (Ikeda et al., 2001). La fixation du GABA sur son site de reconnaissance sur le récepteur provoque l'ouverture d'un canal à ions chlorure qui produit l'hyperpolarisation de la cellule cible.

Le mécanisme d'action potentiel du fipronil, et de ses deux métabolites principaux fipronil sulfone et fipronil désulfinyl, a été caractérisé in vitro chez les mammifères et les insectes par l'étude de la capacité des molécules à déplacer le [3_{HBOB], un ligand} spécifique des récepteurs GABA, de son site de liaison (Hainzl and Casida, 1996; Hainzl et al., 1998) ou par la méthode du patch-clamp (Ikeda et al., 2001; Zhao, et al., 2005; Li and Akk, 2008), et in vivo chez la souris ou la mouche (Hainzl and Casida, 1996; Hainzl et al., 1998). Ces études ont montré que le fipronil avait une action sur le récepteur GABAA (Varro et al., 2009). L'insecticide exerce une inhibition non compétitive du récepteur. Pour cela, il n'est pas nécessaire que les canaux ioniques soient ouverts, c'est-à-dire que le GABA active le récepteur, même si cela facilite l'inhibition par le fipronil. Cette inhibition est lente et réversible (Ikeda et al., 2001). Les métabolites, et en particulier le fipronil sulfone, pourraient également inhiber les récepteurs GABA. Cependant, la toxicité relative du fipronil et de ses métabolites reste controversée, de même que la sélectivité du fipronil pour les récepteurs GABA des insectes plutôt que pour ceux des mammifères. En effet, la biotransformation du fipronil en fipronil sulfone serait pour certains un processus de détoxification de la molécule parente (Li et Akk, 2008) alors que d'autres études suggèrent que l'affinité du fipronil sulfone pour le récepteur GABAA des mammifères est 7 fois plus grande que celle du fipronil (Hainzl et al., 1998; Zhao et al., 2005). De plus, in vivo, l'exposition du système nerveux central de la souris quasi exclusivement au fipronil, par inhibition totale de la biotransformation du fipronil en fipronil sulfone, ou quasi exclusivement au fipronil sulfone, par un traitement au fipronil rapidement métabolisé en fipronil sulfone, entraine les mêmes signes d'empoisonnement et le même taux de mortalité (Hainzl et al., 1998), ce qui suggère que le fipronil et le fipronil sulfone sont aussi toxiques l'un que l'autre pour la souris. Les mêmes auteurs soulignent tout de même que le composé parent serait plus toxique pour les récepteurs GABA des insectes que pour ceux des mammifères.

Enfin, le fipronil comme le fipronil sulfone serait aussi un inhibiteur des récepteurs au glutamate, d'autres récepteurs à canaux ioniques avec un canal à ions chlorure. Or, ces récepteurs ne sont présents que chez les invertébrés, ce qui expliquerait la forte spécificité d'action du fipronil ou de son métabolite sur le système nerveux central des invertébrés (Zhao et al., 2005; Narahashi, 2010).

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3. Métabolisme

Les métabolites du fipronil formés in vivo et identifiés par LC-MS/MS sont présentés dans la figure 11.

Figure 11: Métabolisme du fipronil D'après Cravedi et al. (Under Review)

Le fipronil sulfone, obtenu par sulfoxydation du groupement thioéther du fipronil, est le principal métabolite formé chez l'Homme et chez le rat. En effet, chez le rat ayant reçu un bolus po de 14_{C-fipronil (10 mg/kg), 90% de la radioactivité, retrouvée} essentiellement dans le tissu adipeux, les surrénales, l'intestin, le foie et dans une moindre mesure dans le cerveau, était sous forme de fipronil sulfone (Cravedi et al., Under

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de rat (Tang et al., 2004). La biotransformation du fipronil en fipronil sulfone est localisée dans le foie sous l'action des cytochromes P450 (CYP) et en particulier de l'isoforme 3A4 chez l'Homme (Tang et al., 2004; Das et al., 2006). La constante d'affinité du CYP3A4 pour le fipronil serait similaire chez l'Homme et chez le rat, alors que la vitesse maximale d'élimination du fipronil est supérieure chez le rat. Ceci indique qu'il y aurait des différences interspécifiques en ce qui concerne la clairance du fipronil chez ces deux espèces et que le fipronil sulfone pourrait être plus rapidement formé chez le rat que chez l'Homme (Tang et al., 2004). De plus, le fipronil sulfone est plus cytotoxique pour des hépatocytes humains et un plus fort inducteur des enzymes hépatiques que le fipronil lui-même (Das et al., 2006). Ces différences interspécifiques de biotransformation du fipronil en fipronil sulfone, pourrait conduire à des différences interspécifiques dans le potentiel toxique du fipronil. Ces différences interspécifiques ne sont cependant peu ou pas prises en compte dans les évaluations toxicologiques réglementaires.

4. Les données des évaluations toxicologiques réglementaires

Compte-tenu de la diversité des formulations du fipronil et de la diversité des usages de cet insecticide, l'Homme peut être exposé au fipronil par voie respiratoire, cutanée et orale. Pour la contamination par voie respiratoire, l'exposition humaine au fipronil résulte principalement de la présence de poussières ou de fines gouttelettes véhiculant la substance active dans l'air, notamment lors du traitement d'animaux domestiques avec un spray. Les personnes les plus exposées sont les professionnels affectés à la production du fipronil, à l'enrobage des semences ou à la formulation des produits, les agriculteurs utilisateurs de semences enrobées et les particuliers utilisant des produits conditionnés sous forme de sprays. Pour ce qui est de la production des médicaments vétérinaires par exemple, une étude a montré la présence de fipronil et de fipronil sulfone dans le plasma des travailleurs affectés à la fabrication des produits contenant du fipronil (Herin et al., 2011). Pour la contamination par voie cutanée, les professionnels sont exposés lors de l'enrobage des semences ou la préparation des solutions concentrées de biocides à base de fipronil. L'exposition des particuliers est essentiellement accidentelle et résulte notamment du contact avec des animaux traités avec les antiparasitaires à base de fipronil. Pour la contamination par voie orale, la population générale peut être exposée par voie alimentaire via la consommation de denrées ou d'eau contenant des résidus de fipronil ou via un contact "main-bouche" lors de l'application des produits à base de fipronil (AFSSA, 2005). Du fipronil et/ou ses métabolites ont par exemple été retrouvés dans les graines de tournesol lors d'un traitement des racines de la plante (Aajoud et al., 2006), dans le lait de vache quand les animaux ont été nourris avec

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de l'ensilage de maïs traité au fipronil (Le Faouder et al., 2007) ou dans le miel de fleurs (Jiménez et al., 2008). Il existe donc une grande diversité des sources d'exposition au fipronil pouvant conduire à une contamination potentiellement importante de l'environnement humain.