SDHI Fungicide Toxicity and Associated Adverse Outcome Pathways: What Can Zebrafish Tell Us?
Toxicité du fongicide SDHI et voies de résultats indésirables associées : que peut nous dire le poisson zèbre ?
Résumé
Succinate dehydrogenase inhibitor (SDHI) fungicides are increasingly used in agriculture
to combat molds and fungi, two major threats to both food supply and public health. However,
the essential requirement for the succinate dehydrogenase (SDH) complex—the molecular target of
SDHIs—in energy metabolism for almost all extant eukaryotes and the lack of species specificity of
these fungicides raise concerns about their toxicity toward off-target organisms and, more generally,
toward the environment. Herein we review the current knowledge on the toxicity toward zebrafish
(Brachydanio rerio) of nine commonly used SDHI fungicides: bixafen, boscalid, fluxapyroxad, flutolanil,
isoflucypram, isopyrazam, penthiopyrad, sedaxane, and thifluzamide. The results indicate
that these SDHIs cause multiple adverse effects in embryos, larvae/juveniles, and/or adults, sometimes
at developmentally relevant concentrations. Adverse effects include developmental toxicity,
cardiovascular abnormalities, liver and kidney damage, oxidative stress, energy deficits, changes in
metabolism, microcephaly, axon growth defects, apoptosis, and transcriptome changes, suggesting
that glycometabolism deficit, oxidative stress, and apoptosis are critical in the toxicity of most of
these SDHIs. However, other adverse outcome pathways, possibly involving unsuspected molecular
targets, are also suggested. Lastly, we note that because of their recent arrival on the market, the
number of studies addressing the toxicity of these compounds is still scant, emphasizing the need to
further investigate the toxicity of all SDHIs currently used and to identify their adverse effects and
associated modes of action, both alone and in combination with other pesticides.
Les fongicides inhibiteurs de la succinate déshydrogénase (SDHI) sont de plus en plus utilisés en agriculture
pour lutter contre les moisissures et les champignons, deux menaces majeures pour l'approvisionnement alimentaire et la santé publique. Cependant,
l'exigence essentielle pour le complexe succinate déshydrogénase (SDH) - la cible moléculaire de
SDHI - dans le métabolisme énergétique pour presque tous les eucaryotes existants et le manque de spécificité d'espèce de
ces fongicides soulèvent des inquiétudes quant à leur toxicité vis-à-vis des organismes non ciblés et, plus généralement,
envers l'environnement. Ici, nous passons en revue les connaissances actuelles sur la toxicité envers le poisson zèbre
(Brachydanio rerio) de neuf fongicides SDHI couramment utilisés : bixafen, boscalid, fluxapyroxad, flutolanil,
isolucypram, isopyrazam, penthiopyrad, sedaxane et thifluzamide. Les résultats indiquent
que ces SDHI provoquent de multiples effets indésirables chez les embryons, les larves/juvéniles et/ou les adultes, parfois
à des concentrations pertinentes pour le développement. Les effets indésirables comprennent la toxicité pour le développement,
anomalies cardiovasculaires, lésions hépatiques et rénales, stress oxydatif, déficits énergétiques, modifications de
métabolisme, microcéphalie, défauts de croissance axonale, apoptose et modifications du transcriptome, suggérant
que le déficit du glycométabolisme, le stress oxydatif et l'apoptose sont critiques dans la toxicité de la plupart des
ces SDHI. Cependant, d'autres voies de résultats indésirables, impliquant peut-être des molécules moléculaires insoupçonnées
cibles, sont également suggérées. Enfin, notons qu'en raison de leur arrivée récente sur le marché, les
nombre d'études portant sur la toxicité de ces composés est encore faible, soulignant la nécessité de
étudier plus avant la toxicité de tous les SDHI actuellement utilisés et identifier leurs effets indésirables et
modes d'action associés, à la fois seuls et en combinaison avec d'autres pesticides.
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