Development of new insecticide technologies against urban pests based on biomolecules

Abstract

This industrial thesis provides insights into the development of new insecticide technologies against the cockroach Blattella germanica. We have focused this work on the design of an oral insecticide using RNA interference (RNAi) methodology, as an alternative to synthetic chemical insecticides. We first evaluated essential genes in B. germanica by injection, and then selected one of them as the best candidate for RNAi oral delivery experiments. We also studied the function of this candidate gene in B. germanica oogenesis. For oral delivery experiments, we used nanomaterials to preserve the stability of the double-stranded RNA (dsRNA) as it passes through the insect gut. Results in RNAi oral delivery showed no insect mortality but oviposition was compromised in certain cases. We identified the potential barriers that limit RNAi efficiency in oral experiments, reinforcing the importance of their understanding for the successful development of oral RNAi-based insecticides. Additionally, we propose antisense oligonucleotides (ASOs) as alternative nucleic acid-based molecules to manage B. germanica pest.

Aquesta tesi industrial aporta coneixement sobre el desenvolupament de noves tecnologies insecticides contra la panerola Blattella germanica. Hem centrat aquest treball en el disseny d'un insecticida oral mitjançant la metodologia d'interferència d’ARN (ARNi) com a alternativa als insecticides químics sintètics. Primer de tot, hem estudiat per injecció els gens essencials en B. germanica i després hem seleccionat un d'ells com el millor candidat per als experiments d’administració oral d’ARNi. També hem estudiat la funció d'aquest gen candidat en l'oogènesi de B. germanica. Per als experiments d’administració oral, hem utilitzat nanomaterials per preservar l'estabilitat de la doble cadena de RNA (dsRNA) mentre passa pel digestiu de l'insecte. En els resultats d’administració oral d'ARNi no es va observar mortalitat en els insectes, però l’oviposició es va veure compromesa en alguns casos. Hem identificat les barreres potencials que limiten l'eficiència de l'ARNi en experiments orals, fet que reforça la importància de la seva comprensió per a l’exitós desenvolupament d'insecticides orals basats en ARNi. A més, proposem els oligonucleòtids antisentit (ASOs), molècules basades en àcids nucleics, com alternativa per controlar la plaga de B. germanica.