1. SDHI Fungicide Toxicity and Associated Adverse Outcome Pathways: What Can Zebrafish Tell Us?
- Author
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Yanicostas, Constantin, Soussi-Yanicostas, Nadia, Maladies neurodéveloppementales et neurovasculaires (NeuroDiderot (UMR_S_1141 / U1141)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité), and Soussi-Yanicostas, Nadia
- Subjects
neurodevelopment ,[SDV]Life Sciences [q-bio] ,SDHIs ,penthiopyrad ,thifluzamide ,Poisson zèbre ,zebrafish ,[SDE.BE] Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology ,[SDV] Life Sciences [q-bio] ,[SDU] Sciences of the Universe [physics] ,isopyrazam ,[SDU]Sciences of the Universe [physics] ,fungicide ,flutolanil ,Défauts du neurodévelopement ,sedaxane ,boscalid ,isoflucypram ,Pesticides ,[SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology ,bixafen ,fluxapyroxad - Abstract
Succinate dehydrogenase inhibitor (SDHI) fungicides are increasingly used in agricultureto 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 ofSDHIs—in energy metabolism for almost all extant eukaryotes and the lack of species specificity ofthese 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 indicatethat these SDHIs cause multiple adverse effects in embryos, larvae/juveniles, and/or adults, sometimesat developmentally relevant concentrations. Adverse effects include developmental toxicity,cardiovascular abnormalities, liver and kidney damage, oxidative stress, energy deficits, changes inmetabolism, microcephaly, axon growth defects, apoptosis, and transcriptome changes, suggestingthat glycometabolism deficit, oxidative stress, and apoptosis are critical in the toxicity of most ofthese SDHIs. However, other adverse outcome pathways, possibly involving unsuspected moleculartargets, are also suggested. Lastly, we note that because of their recent arrival on the market, thenumber of studies addressing the toxicity of these compounds is still scant, emphasizing the need tofurther investigate the toxicity of all SDHIs currently used and to identify their adverse effects andassociated 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 agriculturepour 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 deSDHI - dans le métabolisme énergétique pour presque tous les eucaryotes existants et le manque de spécificité d'espèce deces 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 indiquentque ces SDHI provoquent de multiples effets indésirables chez les embryons, les larves/juvéniles et/ou les adultes, parfoisà 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 demétabolisme, microcéphalie, défauts de croissance axonale, apoptose et modifications du transcriptome, suggérantque le déficit du glycométabolisme, le stress oxydatif et l'apoptose sont critiques dans la toxicité de la plupart desces SDHI. Cependant, d'autres voies de résultats indésirables, impliquant peut-être des molécules moléculaires insoupçonnéescibles, sont également suggérées. Enfin, notons qu'en raison de leur arrivée récente sur le marché, lesnombre d'études portant sur la toxicité de ces composés est encore faible, soulignant la nécessité deétudier plus avant la toxicité de tous les SDHI actuellement utilisés et identifier leurs effets indésirables etmodes d'action associés, à la fois seuls et en combinaison avec d'autres pesticides.
- Published
- 2021
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