Quorum Quenching One Health : désarmement enzymatique des pathogènes vs antibiorésistance

Les lactonases sont les enzymes QQ les plus répandues et se déclinent en plusieurs familles, notamment les métallo-β-lactamases et les paraoxonases (Zhu et al., 2023).

• Promiscuité catalytique : Des découvertes de 2024 révèlent une "promiscuité mécanistique" chez certaines lactonases comme GcL ou AiiA. Ces enzymes peuvent basculer entre au moins deux mécanismes catalytiques différents selon la structure du substrat, ce qui leur confère un spectre d'action exceptionnellement large contre divers signaux AHL (Corbella et al., 2024).
• Mimétisme nanotechnologique : L'ingénierie de nanomatériaux (nanozymes), tels que les structures Zn-Nₓ-C, permet aujourd'hui de mimer le domaine actif des lactonases. Ces dispositifs catalysent l'hydrolyse de plus de 77 % des AHL, offrant une solution de contact efficace pour prévenir la formation de biofilms sur des surfaces industrielles ou médicales (Gao et al., 2023).

Les acylases (ou amidases) rompent la liaison amide entre le cycle lactone et la chaîne acylée de la molécule signal (Rehman et al., 2022).

• Sélectivité et irréversibilité : Contrairement aux lactonases, les acylases comme PvdQ présentent une sélectivité accrue car elles reconnaissent spécifiquement la longueur de la chaîne acylée (Naga et al., 2023). De plus, les produits de dégradation issus de l'activité acylaseEnzyme capable d'hydrolyser la liaison amide des molécules de signalisation bactérienne, telles que les N-acylhomoserine lactones, en libérant une homosérine lactone et un acide gras (O’Dwyer & Green, 2009). En dégradant ces signaux, les acylases inactivent le quorum sensing (phénomène de "quorum quenching"), ce qui perturbe la coordination collective des bactéries, notamment la formation de biofilms et la virulence des pathogènes (O’Dwyer & Green, 2009) → Vocabulaire sont incompatibles avec un auto-assemblage spontané, garantissant une inactivation définitive du signal (Raya et al., 2022).
• Stabilité renforcée : Grâce à l'ingénierie de précision (par exemple les serveurs Protein One-Stop Shop), des variantes d'acylases PvdQ ont été stabilisées avec des augmentations de la température de fusion allant jusqu'à 13,2 °C, facilitant leur formulation dans des matériaux de revêtement durables (Sompiyachoke & Elias, 2024).

Le blocage simultané de plusieurs voies de communication est devenu une priorité pour traiter les infections polymicrobiennes (Cui & Kim, 2024).

• Systèmes « Dual-Targeting » (double ciblage) : L'utilisation conjointe de plusieurs enzymes QQ permet de cibler simultanément les communications intra-espèce et inter-espèce, réduisant considérablement la virulenceDegré de pathogénicité d'un agent infectieux (bactérie, champignon, virus), caractérisant sa capacité à surmonter les mécanismes de résistance de l'hôte pour induire des symptômes morbides évolutifs (Amira, 2018; Han et al., 2024) → Vocabulaire de pathogènes complexes comme Pseudomonas aeruginosa (Khatun et al., 2023).
• Hybrides nanoformulés : Le développement de nanosphères combinant enzymes QQ et doses sublétales d'antibiotiques permet de désorganiser les biofilms tout en sensibilisant les bactéries aux traitements, une stratégie clé pour surmonter les mécanismes de multirésistance (Ivanova et al., 2022).

Les oxydoréductases ne dégradent pas la molécule signal mais modifient chimiquement sa chaîne latérale (oxydation ou réduction du groupement 3-oxo), ce qui suffit à empêcher sa reconnaissance par les récepteurs bactériens (Naga et al., 2023).

• Stratégie antivirulence naturelle : Cette approche biomimétique s'inspire de certains hôtes eucaryotes qui ont évolué pour produire des enzymes QQ capables de saboter la coordination des pathogènes opportunistes sans induire de mortalité immédiate, une forme de désarmement sélectif (Gadar & McCarthy, 2023).
• Spécificité d'action : Des enzymes isolées de souches comme Burkholderia sp. ont démontré une capacité à neutraliser les facteurs de virulence de pathogènes végétaux (ex. : Erwinia carotovora) par simple modification du signal 3-oxo-C6-HSL, illustrant le potentiel des oxydoréductases en biocontrôleMéthode de protection des cultures utilisant des organismes vivants (prédateurs, parasitoïdes, agents microbiens comme Beauveria) pour réguler les populations d'ennemis des cultures (Lenteren et al., 2017; Martínez-Viveros et al., 2010). Cette approche privilégie les interactions trophiques naturelles pour limiter les dommages économiques tout en réduisant la dépendance aux pesticides chimiques (Rajput et al., 2020; Wezel et al., 2014) → Vocabulaire agricole (Naga et al., 2023).

Des recherches récentes suggèrent que la résistance à l'inhibition du quorum sensing se propage plus lentement au sein d'une population infectieuse que la résistance aux antibiotiquesSubstances chimiques utilisées pour inhiber la croissance ou détruire les micro-organismes. En agriculture, leur présence dans les sols (via les déjections animales) peut perturber le fonctionnement biologique, affecter la croissance des plantes et favoriser l'émergence de gènes de résistance (Role of Bacteriophages in the Implementation of a Sustainable Dairy Chain, 2019; Zhao et al., 2023). Leur persistance dépend de processus d'adsorption et de dégradation biotique ou abiotique (Goulas, 2016b, 2016a) → Vocabulaire traditionnels (Defoirdt, 2025). Cette "faible sélection" s'explique par le fait que le QQ cible des fonctions de "biens publics" (enzymes extracellulaires, sidérophores) plutôt que des processus vitaux (Guadarrama-Orozco et al., 2023).

• Coût adaptatif : En milieu pauvre en nutriments, les mutants résistants qui ne répondent plus aux signaux (souvent qualifiés de "tricheurs sociaux") subissent un désavantage compétitif majeur (Moreno-Gámez et al., 2023).
• Limites et mutations : Bien que prometteur, le QQ n'est pas totalement "invulnérable" à la résistance. Des mutations spontanées, notamment dans le système LasRI chez P. aeruginosa, peuvent apparaître et freiner l'élan clinique de ces molécules (Gadar & McCarthy, 2023). La résistance reste toutefois possible si la fréquence initiale des mutants est élevée (Yang & Defoirdt, 2024) ou sous l'influence du système immunitaire de l'hôte (García-Contreras et al., 2015).

Contrairement aux antibiotiquesSubstances chimiques utilisées pour inhiber la croissance ou détruire les micro-organismes. En agriculture, leur présence dans les sols (via les déjections animales) peut perturber le fonctionnement biologique, affecter la croissance des plantes et favoriser l'émergence de gènes de résistance (Role of Bacteriophages in the Implementation of a Sustainable Dairy Chain, 2019; Zhao et al., 2023). Leur persistance dépend de processus d'adsorption et de dégradation biotique ou abiotique (Goulas, 2016b, 2016a) → Vocabulaire à large spectre qui perturbent l'ensemble du microbiote, le QQ offre une précision chirurgicale. Les enzymes QQ, en particulier les acylases, peuvent être conçues pour identifier des longueurs de chaînes acylées spécifiques à un pathogène donné (Naga et al., 2023).

• Préservation du microbiome : Cette approche permet de désarmer les bactéries nocives et pourrait moduler la composition microbienne sans effets négatifs associés aux approches antimicrobiennes traditionnelles (Falà et al., 2022).
• Ciblage différencié : Le QQ, en ciblant les signaux AHL, les peptides auto-inducteurs et le signal universel AI-2, contribue à la modulation microbienne bénéfique (Falà et al., 2022).

Le QQ est de plus en plus considéré comme un agent de "sensibilisationÉtat immunologique caractérisé par la présence d'anticorps IgE détectables, par tests cutanés ou sériques, spécifiques à un antigène alimentaire normalement inoffensif (Beyer et al., 2025). Il s'agit de la phase initiale, souvent asymptomatique, précédant le déclenchement de réactions cliniques allergiques lors d'une exposition ultérieure (Beyer et al., 2025; Yu et al., 2016). → Vocabulaire" ou un adjuvant thérapeutique plutôt que comme un remplaçant pur (Maddela, 2023).

• Désorganisation des biofilms : En bloquant la communication, le QQ empêche la formation de matrices protectrices (biofilms), rendant les bactéries plus vulnérables aux doses sublétales d'antibiotiques (Mulani et al., 2019).
• Hybrides nano-formulés : Des travaux de 2022 ont validé l'efficacité de nanosphères combinant des enzymes QQ (comme l'acylase) avec des antibiotiques (ex. : gentamicine), permettant de traiter efficacement des pathogènes multi-résistants tout en limitant les effets secondaires (Ivanova et al., 2022).

L'approche One Health de la Banque Mondiale souligne la nécessité de réduire l'usage des antibiotiquesSubstances chimiques utilisées pour inhiber la croissance ou détruire les micro-organismes. En agriculture, leur présence dans les sols (via les déjections animales) peut perturber le fonctionnement biologique, affecter la croissance des plantes et favoriser l'émergence de gènes de résistance (Role of Bacteriophages in the Implementation of a Sustainable Dairy Chain, 2019; Zhao et al., 2023). Leur persistance dépend de processus d'adsorption et de dégradation biotique ou abiotique (Goulas, 2016b, 2016a) → Vocabulaire (Sharma et al., 2024).

• Biodégradabilité : Contrairement aux antibiotiques qui peuvent persister dans l'environnement, les enzymes QQ sont des agents protéiques naturellement biodégradables (Meng et al., 2023).
• Stabilité écologique : Des essais en aquaculture montrent que l'utilisation d'agents anti-biofilm permet de maintenir la stabilité environnementale des bassins et de protéger la santé des hôtes en supprimant les populations bactériennes pathogènes (Julyantoro et al., 2025).
• Sécurité écotoxicologique : L'absence d'accumulation chimique réduit le risque de perturbation chronique des cycles biogéochimiques, ce qui constitue un avantage majeur pour les approches agronomiques régénératives.

L'interférence avec les signaux AHL permet de protéger les cultures stratégiques sans recours aux pesticides conventionnels.

• Protection des tubercules : L'expression de gènes de lactonase dans des plantes transgéniques (pomme de terre, tabac) a démontré une résistanceCapacité d'un système écologique ou biologique à maintenir son état d'équilibre et ses fonctions structurelles face à une perturbation extérieure (sécheresse, incendie, forçage externe) (Baudrot, 2016; Flores et al., 2014). Elle est inversement corrélée à l'amplitude des changements observés après la perturbation et se distingue de la résilience, qui mesure la vitesse de retour à l'équilibre (Bernard, 2017; Goudard, 2007) → Vocabulaire accrue contre Erwinia carotovora, le principal agent de la pourriture molle (Naga et al., 2023).
• Rhizosphère et symbiose : L'utilisation de souches comme Bacillus subtilis UD1022, dotées d'une lactonase de quorum quenching, module l'efficacité de la nodulation (par exemple chez Medicago truncatula) en influençant les interactions microbiennes dans la rhizosphère (Rosier et al., 2021).

L'aquaculture est l'un des domaines où les preuves d'efficacité du QQ sont parmi les plus solides, offrant une alternative crédible à l'usage massif d'antibiotiquesSubstances chimiques utilisées pour inhiber la croissance ou détruire les micro-organismes. En agriculture, leur présence dans les sols (via les déjections animales) peut perturber le fonctionnement biologique, affecter la croissance des plantes et favoriser l'émergence de gènes de résistance (Role of Bacteriophages in the Implementation of a Sustainable Dairy Chain, 2019; Zhao et al., 2023). Leur persistance dépend de processus d'adsorption et de dégradation biotique ou abiotique (Goulas, 2016b, 2016a) → Vocabulaire.

• Taux de survie dans les élevages de crevettes : L'application de souches de Bacillus spp. dotées de capacités QQ a permis d'atteindre un taux de survie de 90,66 % chez les larves de P. monodon infectées par Vibrio harveyi, par rapport au faible taux de survie dans les groupes non traités (Elgendy et al., 2024).
• Modèles de poissons : L'inoculation de la souche Bacillus sp. QSI-1 protège efficacement contre Aeromonas hydrophila, avec un taux de survie relatif de 80,8 % après une exposition au pathogène (Chu et al., 2014).
• Synergie thérapeutique : Le traitement de larves infectées par P. aeruginosa avec la lactonase YtnP-ZP1 (25 µg/mL) sauve 80 % des embryons. En combinaison avec des antibiotiques comme la gentamicine, ce taux atteint 100 %, prouvant que le QQ peut restaurer l'efficacité des traitements cliniques (Djokić et al., 2022).

Le QQ se concentre sur la désorganisation des biofilms, responsables de la persistance des infections chroniques.

• Réduction des biofilms sur dispositifs médicaux : L'utilisation de nanomatériaux mimétiques (nanozymes Zn-Nₓ-C) permet l'hydrolyse de 77,5 % des signaux AHL, empêchant ainsi la formation de biofilms résistants (Gao et al., 2023).
• Impact clinique : Chez les patients atteints de mucoviscidose, l'utilisation de molécules à effet QSI (comme l'azithromycine à dose sub-inhibitrice) améliore significativement la fonction pulmonaire en réduisant la production d'élastase et de rhamnolipides par P. aeruginosa (Bjarnsholt & Givskov, 2007 ; Høiby et al., 2011).
• Désarmement in vivo : Dans des modèles murins de pneumonie, l'administration d'enzymes QQ purifiées ou d'inhibiteurs comme la furanone C-30 a permis une clairance bactérienne significativement plus rapide que les traitements standards (Bjarnsholt & Givskov, 2007 ; Gadar & McCarthy, 2023).

Le QQ offre une solution pour les élevages industriels face à la pression réglementaire sur les antibiotiquesSubstances chimiques utilisées pour inhiber la croissance ou détruire les micro-organismes. En agriculture, leur présence dans les sols (via les déjections animales) peut perturber le fonctionnement biologique, affecter la croissance des plantes et favoriser l'émergence de gènes de résistance (Role of Bacteriophages in the Implementation of a Sustainable Dairy Chain, 2019; Zhao et al., 2023). Leur persistance dépend de processus d'adsorption et de dégradation biotique ou abiotique (Goulas, 2016b, 2016a) → Vocabulaire de croissance.

• Contrôle des pathogènes ESKAPE : Des inhibiteurs de QS ont montré une capacité à tuer non seulement les cellules persistantes de P. aeruginosa, mais aussi d'autres membres du groupe ESKAPE, tout en augmentant la sensibilité aux antibiotiques adjuvants (Mulani et al., 2019).
• Santé intestinale : Des additifs alimentaires antibiofilm (0,1 mL/kg) ont prouvé leur capacité à supprimer la prolifération de Vibrio sans perturber la structure globale de la communauté microbienne bénéfique de l'hôte (Julyantoro et al., 2025).

Le déploiement à grande échelle du QQ nécessite une évaluation rigoureuse de son impact environnemental.

• Efficacité en milieu naturel : Des plaques d'acier revêtues de catalyseurs de QQ ont empêché 80,3 % de l'encrassement biologique (biofouling) après un mois d'exposition en rivière, sans libération de produits toxiques (Gao et al., 2023).
• Innocuité cellulaire : Des études de toxicité approfondies confirment que les enzymes comme la lactonaseEnzyme capable d'inactiver les molécules de signalisation bactériennes en hydrolysant le cycle lactone (González & Marketon, 2003). Ce mécanisme de dégradation, appelé quorum quenching, permet de perturber la communication intercellulaire des pathogènes dépendants du quorum sensing, limitant ainsi l'expression de leurs gènes de virulence (Chapelle-Pineau, 2009; González & Marketon, 2003; Teplitski et al., 2010) → Vocabulaire YtnP-ZP1 sont totalement inoffensives pour les cellules humaines et les modèles animaux (zebrafish), garantissant leur sécurité pour des applications en santé publique (Djokić et al., 2022).
• Stabilité et persistance : Contrairement aux antibiotiques qui créent des réservoirs de gènes de résistance dans les eaux usées, les enzymes QQ, de par leur courte durée de vie et leur nature respectueuse de l'environnement, limitent l'empreinte environnementale de la lutte antimicrobienne (Haenelt et al., 2023 ; Naga et al., 2023).

Le microbiome du sol constitue un composant essentiel, mais longtemps négligé, des agroécosystèmes régénératifs (Hermans et al., 2023). Les communautés microbiennes du sol, caractérisées par une grande diversité fonctionnelle, assurent des rôles cruciaux dans la fertilité des sols, le cycle des nutriments et la santé des plantes (Chen et al., 2024). La diversité, la richesse et la fonctionnalité des communautés microbiennes du sol pilotent des services écosystémiques critiques tels que la décomposition de la litière, la minéralisation du carbone du sol et le cycle des nutriments, essentiels pour soutenir la production agricole (Singh et al., 2025).
Le Quorum Sensing joue un rôle significatif dans la minéralisation des nutriments en régulant la production d'enzymes extracellulaires bactériennes (Banerjee et al., 2022). Dans le processus de production d'enzymes pour le cycle de l'azote, le QS joue un rôle clé dans la régulation de ces mécanismes (Banerjee et al., 2022). Par conséquent, l'application du QS doit être effectuée avec discernement pour préserver la bionitrification et les fonctions bénéfiques des communautés microbiennes du sol.
Les pratiques d'agriculture régénérative — telles que la réduction du labour, la diminution des intrants synthétiques et l'augmentation de la diversité des plantes par des rotations culturales diversifiées — augmentent la biomasse et la richesse microbienne et modifient la composition des communautés microbiennes du sol (Rosier et al., 2025). Des études montrent que l'agriculture régénérative favorise la santé du sol en améliorant la diversité et la richesse microbienne (Singh et al., 2023). Une diversité microbienne accrue a été observée dans les parcelles de production légumière et céréalière régénératives par rapport aux traitements conventionnels et aux sols nus, suggérant que la récupération rapide de la communauté bactérienne est probablement liée à l'utilisation extensive d'amendements de matière organique (Rosier et al., 2025).
La diversification des cultures améliore considérablement les performances des plantes et les fonctions du sol (Beillouin et al., 2021). Dans le système présentant la plus grande diversité culturale, où l'arachide était cultivée en association avec le maïs et en rotation avec le colza, les racines d'arachide ont montré une densité de nodules et un rapport masse nodule/racine significativement plus élevés (Qiao et al., 2024). Contrairement à une augmentation de la biomasse, la biomasse d'arachide était inférieure dans le système de rotation par rapport à la monoculture (Qiao et al., 2024). Cela a finalement entraîné des niveaux d'ammonium plus élevés dans le mélange cultural que dans la monoculture d'arachide (Qiao et al., 2024).

L'inoculation de souches bénéfiques dotées de capacités de Quorum Quenching ouvre une voie prometteuse dans le biocontrôleMéthode de protection des cultures utilisant des organismes vivants (prédateurs, parasitoïdes, agents microbiens comme Beauveria) pour réguler les populations d'ennemis des cultures (Lenteren et al., 2017; Martínez-Viveros et al., 2010). Cette approche privilégie les interactions trophiques naturelles pour limiter les dommages économiques tout en réduisant la dépendance aux pesticides chimiques (Rajput et al., 2020; Wezel et al., 2014) → Vocabulaire agricole. Des découvertes récentes ont identifié de nouvelles souches prometteuses combinant des activités de promotion de la croissance des plantes et de dégradation des signaux QS (Roca et al., 2024).

Une souche novatrice de BacillusGenre de bactéries à Gram positif, en forme de bâtonnets, ubiquitaires dans les sols et les milieux aquatiques (Hamiot, 2023; Nuvoli, 2024). Ces bactéries sont caractérisées par leur capacité à produire des endospores très résistantes aux stress environnementaux (chaleur, dessiccation) et sont souvent utilisées en agriculture comme agents de biocontrôle ou PGPR (Biard, 2016; Ferreira et al., 2019) → Vocabulaire toyonensis AA1EC1, isolée de la plante halophyte Arthrocaulon sp., a démontré de nombreux traits associés à la promotion de la croissance des plantes et a dégradé une vaste gamme de AHLs (Roca et al., 2024). Trois lactonases et une enzyme acylase ont été identifiées dans le génome bactérien et vérifiées in vitro (Roca et al., 2024). L'activité de dégradation des AHLs de la souche AA1EC1 a significativement atténué la virulence de phytopathogènes pertinents, entraînant une réduction des symptômes de pourriture molle sur pommes de terre et carottes (Roca et al., 2024). Des essais in vivo ont montré que la souche AA1EC1 augmentait significativement la longueur de la plante, la largeur de la tige, les poids secs racinaires et aériens, et le poids total de la tomate, et protégeait les plantes contre Pseudomonas syringae pv. tomato (Roca et al., 2024). À notre connaissance, il s'agit du premier rapport démontrant des activités PGP et QQ dans l'espèce B. toyonensis, faisant de cette souche un phytostimulant et un agent de biocontrôle prometteur (Roca et al., 2024).
Le gène aiiA, qui code une lactonase capable de dégrader les AHLs, a été identifié dans plusieurs souches de Bacillus, agissant comme inhibiteurs du quorum sensing ou quorum quenchers (Rosić et al., 2025). L'application d'une lactonase YtnP de Bacillus paralicheniformis à une culture de Pseudomonas aeruginosa a entraîné une inhibition de la formation de biofilm (Djokić et al., 2022). Des recherches récentes ont examiné l'activité et la diversité des enzymes QQ à partir d'isolats de Bacillus spp. obtenus de diverses sources naturelles, confirmant leur présence dans des environnements précédemment non signalés associés aux champs agricoles (paille et fumier) (Rosić et al., 2025). Les résultats montrent que la lactonase AiiA est la lactonase AHL la plus dominante et hautement conservée parmi les isolats de Bacillus du sol en vrac, du fumier et de la paille (Rosić et al., 2025).

Face aux limitations de l'inoculation de souches uniques, les communautés microbiennes synthétiques — petits consortiums de microorganismes — sont de plus en plus reconnues comme un moyen prometteur de préserver certaines fonctions spécifiques du microbiome végétal tout en réduisant la complexité des communautés microbiennes (Yin et al., 2022). Cette stratégie permet la sélection de microorganismes spécifiques en laboratoire selon leurs capacités à promouvoir la croissance des plantes, à les protéger contre les infections pathogènes, ou à leur fournir une nutrition (Yin et al., 2022). Plusieurs études ont montré que des SynComs conçues améliorent les performances des plantes, telles que la promotion de la croissance et la résistanceCapacité d'un système écologique ou biologique à maintenir son état d'équilibre et ses fonctions structurelles face à une perturbation extérieure (sécheresse, incendie, forçage externe) (Baudrot, 2016; Flores et al., 2014). Elle est inversement corrélée à l'amplitude des changements observés après la perturbation et se distingue de la résilience, qui mesure la vitesse de retour à l'équilibre (Bernard, 2017; Goudard, 2007) → Vocabulaire aux maladies (Yin et al., 2022).
Une étude de 2024 a mis au point une communauté synthétique de 16 souches bactériennes clés obtenues à partir de la rhizosphère de plants de pastèque greffés (Qiao et al., 2024). Les résultats ont démontré que la SynCom a amélioré significativement la croissance et la résistance aux maladies de la pastèque non greffée cultivée dans un sol non stérile (Qiao et al., 2024). De plus, l'analyse des données d'amplicon et de métagénome a révélé le rôle pivot de Pseudomonas dans l'amélioration de la santé des plantes, comme en témoigne une augmentation significative de l'abondance relative et des voies de formation de biofilm de cette bactérie après l'inoculation de la SynCom (Qiao et al., 2024). Les chercheurs ont développé une méthodologie efficace pour construire et simplifier une SynCom fonctionnelle basée sur les interactions synergiques entre ses membres (Qiao et al., 2024).
Des recherches récentes ont montré que l'inoculation de Bacillus velezensis SQR9 (une PGPR commercialement importante) améliorait significativement la croissance des plants de concombre et modifiait la structure des communautés de Bacillus rhizosphériques et des communautés bactériennes apparentées. En s'appuyant sur ces interactions, les chercheurs ont conçu 30 consortiums comprenant des types à la fois fortement apparentés et modérément apparentés sur quatre niveaux de richesse (1, 2, 3 et 4 souches). Les consortiums MR ont démontré des effets PGP supérieurs, se manifestant par une croissance améliorée des plantes, la colonisation des racines, la production d'acide indole-3-acétique et la production de sidérophores, par rapport aux consortiums HR. L'extension de ces résultats à 300 consortiums, répartis sur quatre niveaux de richesse (1, 2, 4 et 8 souches) a confirmé des effets PGP améliorés dans les consortiums MR avec une richesse croissante (Liu et al., 2025).

Les agents de contrôle biologique peuvent interférer avec le système de quorum sensing des pathogènes en entravant ou en hydrolysant les molécules de signal produites pour initier les infections (Faure & Latour, 2022). Les lactonases peuvent réduire l'infection par les pathogènes et la gravité de la maladie par la dégradation des molécules de signalisation QS (Faure & Latour, 2022). De plus, les BCA limitent la prolifération des pathogènes, bien qu'ils ne l'éliminent pas complètement ; cette limitation agit comme une pression compétitive qui diminue la prévalence de l'infection pathogène (Zhu et al., 2023).

Malgré des efforts législatifs et politiques importants pour promouvoir les solutions de biocontrôleMéthode de protection des cultures utilisant des organismes vivants (prédateurs, parasitoïdes, agents microbiens comme Beauveria) pour réguler les populations d'ennemis des cultures (Lenteren et al., 2017; Martínez-Viveros et al., 2010). Cette approche privilégie les interactions trophiques naturelles pour limiter les dommages économiques tout en réduisant la dépendance aux pesticides chimiques (Rajput et al., 2020; Wezel et al., 2014) → Vocabulaire et la lutte intégrée contre les ravageurs, la littérature souligne les inconvénients posés par le système à deux niveaux de l'UE pour l'approbation des agents de contrôle biologique microbien et l'autorisation ultérieure des produits de contrôle biologique microbien par chaque État membre de l'UE (Helepciuc & Todor, 2022). Malgré ces inconvénients, un article récent a montré que l'UE avait surpassé les États-Unis et d'autres pays en termes de MBCA approuvés au cours des dernières décennies ; cependant, l'approbation des MBCP au niveau national accuse un retard (Helepciuc & Todor, 2022).
Atteindre l'objectif du Green Deal européen fixé dans la stratégie « De la ferme à la table » visant à réduire l'utilisation et les risques liés aux pesticides de 50 % d'ici 2030 est difficile sans développer des alternatives viables (Helepciuc & Todor, 2022). Pourquoi n'avons-nous pas une plus grande disponibilité et utilisation des MBCP dans l'UE ? Est-ce la législation actuelle, sa mauvaise application, ou d'autres facteurs ? Le cadre législatif actuel a stimulé l'approbation des MBCA (Helepciuc & Todor, 2022). Par conséquent, les chercheurs comparent les procédures d'approbation des MBCA et d'autorisation des MBCP pour évaluer si l'autorisation des MBCP est plus difficile et constitue donc un goulot d'étranglement (Helepciuc & Todor, 2022), concluant que leurs exigences sont inutilement plus complexes et recommandant de simplifier les exigences du dossier des MBCP et de les rendre aussi similaires que possible aux MBCA pour accélérer l'autorisation des MBCP dans davantage d'États membres de l'UE afin d'augmenter leur disponibilité et leur intégration dans les plans de gestion des ravageurs des cultures agronomiques (Helepciuc & Todor, 2022).

La réglementation 1107/2009, afin de permettre la disponibilité de produits utiles pour soutenir la production agricole, a introduit les concepts de substances actives « à faible risque » et d'agents de biocontrôleMéthode de protection des cultures utilisant des organismes vivants (prédateurs, parasitoïdes, agents microbiens comme Beauveria) pour réguler les populations d'ennemis des cultures (Lenteren et al., 2017; Martínez-Viveros et al., 2010). Cette approche privilégie les interactions trophiques naturelles pour limiter les dommages économiques tout en réduisant la dépendance aux pesticides chimiques (Rajput et al., 2020; Wezel et al., 2014) → Vocabulaire (ou biopesticides), ainsi que des mesures pour faciliter l'approbation desdites substances actives, souvent basées sur des microorganismes ou des substances d'origine naturelle, et l'autorisation des produits phytosanitaires connexes par les États membres (Delmotte, 2025).
Étant donné que les biopesticides ne sont actuellement pas un groupe défini au niveau des substances et des produits dans la législation de l'UE, ceux-ci sont souvent considérés comme « à faible risque », bien qu'il n'y ait pas de règle automatique d'attribution et qu'ils doivent toujours répondre aux critères d'approbation (Delmotte, 2025). Pour être considérée comme à faible risque, une substance doit toujours répondre aux critères définis dans le règlement 1432/2017, qui modifie l'annexe II, point 5 du règlement 1107/2009 (Delmotte, 2025).
Les biopesticides sont généralement intrinsèquement moins nocifs ou toxiques que les pesticides conventionnels, entraînent moins de pollution environnementale, fonctionnent selon des modes d'action différents de ceux des produits chimiques et, contrairement aux pesticides conventionnels, ne présentent pas les mêmes problèmes de contamination post-récolte ou de bioaccumulation (Ayilara et al., 2023 ; Daraban et al., 2023). Cependant, des incitations adéquates doivent être mises en place pour que les agriculteurs gagnent en confiance et en familiarité avec l'utilisation de ces substances, car un fossé subsiste entre l'intention et l'action réelle (Pithiya et al., 2024 ; Malek et al., 2026).

L'approbation des substances actives microbiennes et l'autorisation des produits de protection des plantes dans l'Union européenne sont régies par le règlement 1107/2009 en conformité avec le règlement 2022/1439 (modifiant le règlement n° 283/2013 concernant les informations à soumettre pour les substances actives microbiennes), le règlement 2022/1440 (modifiant le règlement n° 284/2013 concernant les informations à soumettre pour les produits phytosanitaires contenant des microorganismes) et le règlement 2022/1441 (modifiant le règlement n° 546/2011 concernant les principes uniformes spécifiques pour l'évaluation et l'autorisation des produits phytosanitaires contenant des microorganismes) (Paege et al., 2024).
En bref, un demandeur qui souhaite commercialiser une substance active microbienne doit soumettre un dossier contenant des données sur la sécurité de la substance active microbienne à une autorité compétente d'un État membre de l'UE (Paege et al., 2024). L'État membre agit en tant qu'État membre rapporteur et prépare un dossier sur la base des données fournies par le demandeur qui sert — après commentaire par d'autres États membres— de base au rapport de conclusion de l'Autorité européenne de sécurité des aliments (Paege et al., 2024). Dans ce rapport, les résultats du processus d'évaluation des risques ainsi que les lacunes de données identifiées sont résumés (Paege et al., 2024).

La revue discute les composants clés de l'IPM, notamment les pratiques culturales, le contrôle biologique, le contrôle génétique des ravageurs et l'application ciblée de pesticides, avec un accent particulier sur les progrès significatifs réalisés dans le contrôle biologique et les systèmes d'application ciblée de pesticides (Zhou et al., 2024). Des résultats récents mettent en lumière l'importance croissante du contrôle génétique et du contrôle biologique de conservation, qui implique la gestion des paysages agricoles pour promouvoir les populations d'ennemis naturels (Zhou et al., 2024).
En outre, la découverte récente de nouveaux biopesticides, y compris les agents microbiens et les composés d'origine végétale, a élargi l'éventail d'outils disponibles pour la gestion antiparasitaire écologique (Zhou et al., 2024). Des progrès substantiels ont également été réalisés récemment dans le développement de systèmes d'application ciblée de pesticides, tels que les nanoémulsions et les formulations à libération contrôlée, qui peuvent minimiser l'impact environnemental des pesticides tout en maintenant leur efficacité (Zhou et al., 2024).

Un cadre théorique récent, appelé Multi-Dimensional Management of Multiple Pests (3MP), vise à améliorer l'adoption de tactiques IPM vertes (Han et al., 2024). Dans ce cadre, une dimension spatiale considère les effets interactifs des réseaux sol-culture-ravageur-ennemi naturel sur la prévalence des ravageurs, tandis qu'une dimension temporelle aborde les interactions des ravageurs au cours de la saison culturale (Han et al., 2024). Ce cadre permet d'étendre les bénéfices environnementaux, au-delà de la protection des cultures (Han et al., 2024).

Dans l'IPM, les biopesticides jouent des rôles multifacettes dans les stratégies de contrôle physique, mécanique et biologique, contribuant à une suppression efficace et durable des ravageurs avec un impact environnemental minimal, comme l'exige le principe quatre (Fenibo & Matambo, 2025). Les agents de contrôle biologique sont utilisés dans l'IPM comme de bonnes pratiques pour contrôler quelques ravageurs et maladies importants (Galli et al., 2024). Ces mécanismes d'action incluent : la compétition nutritionnelle, l'antibiose et la mycoparasitose (Galli et al., 2024).
Les BCA peuvent interférer avec le système de quorum sensing des pathogènes en entravant ou hydrolysant les molécules de signalisation produites pour initier les infections (Naga et al., 2023). La synthèse d'inhibiteurs de QS et l'utilisation de lactonases peuvent réduire l'infection par les pathogènes et la gravité de la maladie par la dégradation des molécules de signalisation QS (Naga et al., 2023 ; Naga et al., 2023). En termes d'apport en nutriments au site ou tissu infecté, les BCA bactériens hautement compétitifs peuvent surpasser le pathogène pour une nutrition essentielle en utilisant des sidérophores à faible poids moléculaire qui ont une affinité pour le fer ferrique (C. & P., 2022).

L'adoption de l'IPM a été signalée comme rentable et réduisant la perte de rendement des cultures. Actuellement, l'adoption de l'IPM est limitée en raison de plusieurs facteurs, notamment la sensibilisationÉtat immunologique caractérisé par la présence d'anticorps IgE détectables, par tests cutanés ou sériques, spécifiques à un antigène alimentaire normalement inoffensif (Beyer et al., 2025). Il s'agit de la phase initiale, souvent asymptomatique, précédant le déclenchement de réactions cliniques allergiques lors d'une exposition ultérieure (Beyer et al., 2025; Yu et al., 2016). → Vocabulaire, la préférence de l'utilisateur, l'industrie de production, la technologie, la politique et la culture (Poli & Fontefrancesco, 2024). Il est donc nécessaire d'augmenter la sensibilisation à l'inclusion de pesticides biologiques provenant de microorganismes, de plantes et de nanobiopesticides dans l'IPM (Ayilara et al., 2023).

• Pilier 1 : Prévention (rotation des cultures, couverts végétaux, hygiène)
• Pilier 2 : Détournement (stratégies push-pull, cultures-pièges)
• Pilier 3 : Tolérance (vigueur métabolique, amorçage)
• Pilier 4 : Prédation (microbiome suppressif, Quorum Quenching, parasitoïdes)
  Le Quorum Quenching s'intègre naturellement dans ce cadre comme composant du Pilier 4 (prédation biologique via le microbiome suppressif) et du Pilier 2 (détournement comportemental par désarmement des bactéries pathogènes). L'approche régénérative biomimétique reconnaît que le cumul de ces quatre piliers génère une synergie supérieure à l'application isolée de QQ, créant un système de résilience écologique et durable.

Le cadre réglementaire de l'Union européenne pour les produits de protection des plants présente des défis significatifs pour l'adoption généralisée des solutions de 'quorum quenchingPhénomène de désactivation non radiative de l'énergie d'excitation d'une molécule fluorescente, résultant en une diminution du rendement de fluorescence. En physiologie végétale, le quenching chlorophyllien peut être photochimique ou non photochimique. Ce dernier constitue un mécanisme de photoprotection essentiel, dissipant sous forme de chaleur l'excès d'énergie lumineuse absorbée par les antennes collectrices du photosystème II. → Vocabulaire' en agriculture (Helepciuc & Todor, 2022).

La lutte intégrée contre les ravageurs est apparue comme un cadre de gestion des ravageurs favorisant l'intensification durable de l'agriculture, en adoptant une stratégie combinée pour réduire la dépendance aux pesticides chimiques tout en améliorant la productivité des cultures et la santé des écosystèmes (Zhou et al., 2024). Cette revue critique synthétise les progrès les plus récents dans la recherche et la pratique de l'IPM, se concentrant principalement sur les études publiées au cours des cinq dernières années (Zhou et al., 2024).

La recherche récente sur les enzymes QQ met l'accent sur l'optimisation catalytique, plutôt que sur la simple identification de souches (Zhu et al., 2023).

• Promiscuité mécanistique : Des études menées en 2024 sur les lactonases de type MLL (comme GcL et AiiA) ont révélé une "promiscuité mécanistique" inédite. Ces enzymes sont capables de basculer entre au moins deux mécanismes catalytiques différents selon la structure du substrat AHL, ce qui leur permet de maintenir une efficacité élevée sur un spectre de signaux beaucoup plus large que prévu initialement (Corbella et al., 2024).
• Ingénierie de précision : Grâce à l'utilisation de plateformes d'ingénierie avancées (par exemple, Protein One-Stop Shop Server), des variantes d'acylases comme PvdQ ont été stabilisées, affichant des augmentations de température de fusion allant jusqu'à 13,2 °C (Sompiyachoke & Elias, 2024). Cette stabilité thermique accrue est cruciale pour garantir la persistance des enzymes dans les formulations industrielles et les revêtements de matériaux (Sompiyachoke & Elias, 2024).
• Cinétique améliorée : L'ingénierie de l'acylase MacQ a permis d'obtenir des propriétés cinétiques considérablement améliorées, avec des augmentations d'efficacité catalytique de plus de 10 fois vis-à-vis de signaux comme la N-butyryl-L-homosérine lactone, ce qui a entraîné une plus grande inhibition de la production de facteurs de virulenceDegré de pathogénicité d'un agent infectieux (bactérie, champignon, virus), caractérisant sa capacité à surmonter les mécanismes de résistance de l'hôte pour induire des symptômes morbides évolutifs (Amira, 2018; Han et al., 2024) → Vocabulaire chez Pseudomonas aeruginosa (Sompiyachoke & Elias, 2024).

Le dogme de l'absence totale de résistanceCapacité d'un système écologique ou biologique à maintenir son état d'équilibre et ses fonctions structurelles face à une perturbation extérieure (sécheresse, incendie, forçage externe) (Baudrot, 2016; Flores et al., 2014). Elle est inversement corrélée à l'amplitude des changements observés après la perturbation et se distingue de la résilience, qui mesure la vitesse de retour à l'équilibre (Bernard, 2017; Goudard, 2007) → Vocabulaire est désormais remplacé par un modèle de "sélection faible" (Yang & Defoirdt, 2024).

• Cinétique de résistance : Des travaux de 2025 démontrent que, bien que des mécanismes de résistance puissent émerger, cette résistance se propage beaucoup plus lentement au cours de cycles d'infection multiples que la résistance aux antibiotiques conventionnels (Defoirdt, 2025).
• Gestion des niches : Le risque évolutif est minimisé lorsque le QQ cible des fonctions de "biens publics" (ex: production d'enzymes extracellulaires), car les mutants résistants subissent un coût adaptatif élevé en l'absence de coopération sociale (Lissens et al., 2022). La surveillance des mutations du système LasRI reste cependant un point de vigilance pour les applications cliniques à long terme (Gadar & McCarthy, 2023).

L'enjeu actuel est de passer de l'enzyme purifiée à des systèmes de délivrance intelligents.

• Nano-hybridation et encapsulation : La création de complexes hybrides associant des enzymes QQ à des doses sublétales d'antibiotiquesSubstances chimiques utilisées pour inhiber la croissance ou détruire les micro-organismes. En agriculture, leur présence dans les sols (via les déjections animales) peut perturber le fonctionnement biologique, affecter la croissance des plantes et favoriser l'émergence de gènes de résistance (Role of Bacteriophages in the Implementation of a Sustainable Dairy Chain, 2019; Zhao et al., 2023). Leur persistance dépend de processus d'adsorption et de dégradation biotique ou abiotique (Goulas, 2016b, 2016a) → Vocabulaire sous forme de nanosphères permet de briser la barrière du biofilm tout en augmentant la stabilité enzymatique face aux solvants organiques (Ivanova et al., 2022 ; Sompiyachoke & Elias, 2024).
• Additifs fonctionnels en élevage : En médecine vétérinaire, l'encapsulation multi-enzymatique dans les aliments pour volaille permet d'améliorer la santé intestinale sans recourir aux antibiotiques de croissance (Ariaeenejad et al., 2024).
• Matériaux bio-actifs : L'intégration d'enzymes QQ stabilisées dans des hydrogels ou des revêtements polymères ouvre la voie à des dispositifs médicaux et des équipements d'aquaculture auto-nettoyants, capables de dégrader les signaux de colonisation dès leur émission (Gadar & McCarthy, 2023 ; Gao et al., 2023).

L'adoption du QQ repose sur sa capacité à s'intégrer dans des solutions de biocontrôleMéthode de protection des cultures utilisant des organismes vivants (prédateurs, parasitoïdes, agents microbiens comme Beauveria) pour réguler les populations d'ennemis des cultures (Lenteren et al., 2017; Martínez-Viveros et al., 2010). Cette approche privilégie les interactions trophiques naturelles pour limiter les dommages économiques tout en réduisant la dépendance aux pesticides chimiques (Rajput et al., 2020; Wezel et al., 2014) → Vocabulaire de faible coût et accessibles.

• Probiotiques QQ : L'utilisation d'agents antibiofilms dérivés, notamment de Pseudomonas, offre une alternative durable en aquaculture pour prévenir les infections à Vibrio sans perturber le microbiote global du bassin (Julyantoro et al., 2025).
• SynComs et savoir-faire : Le développement de communautés microbiennes synthétiques simplifiées, utilisant des mécanismes de Quorum Sensing pour le désarmement microbien, offre une approche prometteuse pour les applications en agriculture et en aquaculture (Guo et al., 2025 ; Zhu et al., 2023).
• Cadre One Health opérationnel : L'articulation R&D s'inscrit désormais dans le cadre opérationnel de la Banque Mondiale pour l'AMR, visant à réduire l'usage des antimicrobiens dans les systèmes alimentaires pour protéger la santé humaine et environnementale (Sharma et al., 2024).

La lutte contre la résistance aux antimicrobiens est devenue une urgence mondiale , avec des projections atteignant 1,91 million de décès directs par an d'ici 2050 (Rajaramon et al., 2025). Contrairement aux antibiotiquesSubstances chimiques utilisées pour inhiber la croissance ou détruire les micro-organismes. En agriculture, leur présence dans les sols (via les déjections animales) peut perturber le fonctionnement biologique, affecter la croissance des plantes et favoriser l'émergence de gènes de résistance (Role of Bacteriophages in the Implementation of a Sustainable Dairy Chain, 2019; Zhao et al., 2023). Leur persistance dépend de processus d'adsorption et de dégradation biotique ou abiotique (Goulas, 2016b, 2016a) → Vocabulaire conventionnels, les agents de QQ ciblent la communication bactérienne plutôt que la survie cellulaire, ce qui limite considérablement la pression de sélection responsable de l'émergence des souches multirésistantes (Khan et al., 2025). Le QQ permet ainsi de contrer efficacement les bactéries résistantes en désarmant leurs facteurs de virulence (Hetta et al., 2024). De plus, l'utilisation du QQ dans les microbiotes intestinaux de l'élevage est explorée comme une alternative majeure pour limiter la propagation des gènes de résistance dans la chaîne alimentaire (Wang et al., 2023).

Les biofilms sont responsables d'environ 85 % des infections humaines et représentent un défi majeur en milieu industriel et médical (Foreword, 2023). Le QQ intervient ici comme une stratégie de rupture : en interrompant les signaux moléculaires, les agents de QQ empêchent l'adhésion initiale et déclenchent la désintégration des biofilms matures (D’Aquila et al., 2024). Les applications récentes montrent une efficacité prometteuse non seulement sur les dispositifs médicaux, mais aussi dans les bioréacteurs de traitement des eaux et les infrastructures agroalimentaires, où le biofilm protège habituellement les pathogènes des désinfectants classiques (Foreword, 2023).

En agriculture, le QQ s'aligne avec les principes des tactiques de lutte intégrée respectueuses de l'environnement (Ghosh & Jha, 2023). Le QQ agit comme un agent de biocontrôleMéthode de protection des cultures utilisant des organismes vivants (prédateurs, parasitoïdes, agents microbiens comme Beauveria) pour réguler les populations d'ennemis des cultures (Lenteren et al., 2017; Martínez-Viveros et al., 2010). Cette approche privilégie les interactions trophiques naturelles pour limiter les dommages économiques tout en réduisant la dépendance aux pesticides chimiques (Rajput et al., 2020; Wezel et al., 2014) → Vocabulaire innovant qui :

• Interfère avec la virulence des phytopathogènes sans perturber l'équilibre des populations microbiennes bénéfiques (Ghosh & Jha, 2023).
• Contribue à la réduction de la dépendance aux intrants chimiques dans le cadre d'une lutte intégrée (Gonzatto et al., 2022).
• Dégrade les molécules de signalisation (via des lactonases ou acylases), limitant ainsi la sévérité des maladies (Aftab et al., 2024).

Le concept One Health trouve dans le QQ un outil de convergence opérationnel. Les interventions basées sur le QQ ne sont pas limitées à une espèce, mais s'étendent des systèmes aquacoles aux microbiomes humains et aux sols agricoles (Naga et al., 2023). L'utilisation de molécules mimétiques ou d'enzymes QQ permet de moduler les interactions sociales au sein des microbiomes complexes, favorisant ainsi une résilience écosystémique globale (Falà et al., 2022). Cette approche de "désarmement" protège la santé humaine tout en préservant l'intégrité fonctionnelle des écosystèmes aquatiques et terrestres, pierre angulaire de la vision One Health.