Evaluation de l'efficacité d'insecticides de longue durée sur les vecteurs du paludisme en milieu semi-naturel au centre de la Côte d'Ivoire

Résumé
Introduction : L'émergence et la propagation de la résistance des vecteurs du paludisme aux insecticides constituent un obstacle majeur à la lutte anti-vectorielle. Il est par conséquent nécessaire de développer et valider de nouveaux outils de lutte.
Objectifs : Cette thèse de doctorat est axée autour de trois objectifs à savoir : (1) évaluer l’efficacité d’un produit de réimprégnation de longue durée des moustiquaires, ICON® Maxx ; (2) évaluer en cases expérimentales trois nouvelles formulations micro-encapsulées du pirimiphos-methyl, insecticide devant etre utilisées comme produits de pulvérisation intra-domiciliaire appartenant à la famille des organophosphorés, dans une zone de résistance aux pyréthrinoïdes ; et (3) étudier quelques aspects bioécologiques des populations d’Anopheles gambiae de la zone d’étude indispensables a la planification du type de méthode de lutte anti-vectorielle utilisée.
Méthodes : En vue de déterminer les caractéristiques bioécologiques des populations d’An. gambiae, les moustiques adultes ont été capturés par 72 pièges lumineux, sur sujets humains pour un effort de 72 hommes-nuits de 18 heures à 06 heures, et par pulvérisation intradomiciliaire matinale de 60 chambres au pyrèthre. L’évaluation de ICON® Maxx a été réalisée au laboratoire et en case expérimentale. Au laboratoire, des échantillons de moustiquaires en polyester et en polyéthylène ont été traités, lavés 20 fois et leur efficacité estimée par des tests en cônes sur une colonie d’An. gambiae s.s. sensible élevée au laboratoire. Par la suite, sur une période de 12 mois, des moustiquaires traitées avec ICON® Maxx ont été évaluées en c.ases expérimentales. La formulation originale et les trois nouvelles formulations micro-encapsulées du pirimiphos-méthyl ont été testés et comparés à un témoin positif (ICON 10CS) et un témoin négatif (sans traitement). L’étude a été menée durant 12 mois en case expérimentale. Au total 24 cases expérimentales ont été utilisées, dont 12 construites en parpaing et l’autre moitié en terre battue.
Résultats : Au total 10 312 et 7 662 moustiques adultes ont été capturés, respectivement à Abokro et Yaokoffikro. Dans les deux sites d’étude, le genre Anopheles était prépondérant. Les pièges lumineux ont été trois fois plus efficaces à Abokro qu’à Yaokoffikro. Dans les deux villages, les cycles d’agressivité des femelles d’An. gambiae s.s. ont évolué progressivement pour atteindre un pic entre minuit et 01 heure du matin. A Abokro, le comportement d’An. gambiae s.s. était fortement endophage et endophile tandis qu’à Yaokoffikro, le comportement était indépendant de celui des habitants des menages.
Au laboratoire, après 20 lavages, le « knock-down » (KD) et le taux de mortalité étaient de 59,4 % et 22,3 % pour les moustiquaires en polyéthylène, et de 55,3 % et 17,9 % pour les moustiquaires en polyester. En case expérimentale, les moustiquaires traitées ont eu un effet significatif sur la dissuasion, l’exophilie induite, le taux de gorgement, et le taux de mortalité (> 60 %). Malgré le lavage des moustiquaires, le KD et le taux de mortalité lors des bioessais, sont restés proches ou excédaient les limites prédéfinies par l’OMS (> 80 %)
Comparé aux autres Anopheles, le taux de mortalité dû aux différentes formulations du pirimiphos-méthyl a été plus élevé sur les populations d’An. gambiae résistants aux pyréthrinoïdes. L'efficacité la plus élevée a été obtenue avec la formulation pirimiphos-méthyl CS BM, le taux de mortalité est resté proche ou au-delà de 80 % jusqu’à la 28e semaine dans les cases construites en parpaing et jusqu’à la 19e semaine dans les constructions en terre battue. Ces résultats ont été confirmés par les tests en cône, le taux de mortalité est resté au-delà de 80 % jusqu’à la 30e semaine avec la formulation pirimiphos-méthyl CS BM. Il n’y a pas eu de différences significatives au niveau du taux de gorgement pour les An. gambiae résistants entre les deux types de construction et entre les trois formulations du pirimiphos-méthyl.
Conclusion : La lutte anti-vectorielle nécessite d’avoir des connaissances sur la bio-écologie et le niveau de resistance des vecteurs aux insecticides. Ainsi l’étude des caractéristiques bioécologiques des vecteurs du paludisme dans notre zone d’étude permettra d’adopter des mesures de lutte adéquates. Les résultats du laboratoire sur les moustiquaires traitées avec ICON® Maxx ont montré des taux de mortalité et KD modérés. Cependant. Dans des conditions semi-naturelles, en zone de résistance aux pyréthrinoïdes, ICON® Maxx a montré des résultats satisfaisants. ICON® Maxx pourrait avoir un impact positif sur la réduction de la transmission du paludisme. La formulation pirimiphos-méthyl CS BM a montré une grande et stable efficacité sur les populations d’An. gambiae résistantes, particulièrement sur les murs en parpaing, et pourrait par conséquent être recommandé comme insecticide de traitement intra-domiciliaire. Il serait utile de déterminer les aspects entomologiques et parasitologiques dans un contexte de traitement à large échelle de ce nouvel insecticide.----------
Zusammenfassung:
Hintergrund: Das zunehmende Auftreten und die Ausbreitung von Insektizid-resistenten Malaria-Vektoren ist eine der wichtigsten Einschränkungen in der Malaria-Vektorkontrolle. Deshalb ist es wichtig neue Insektizide zu entwickeln und zu testen.
Ziele: Die vorliegende Dissertation verfolgte drei spezifische Ziele: (1) Beurteilung der Wirksamkeit des langlebigen Insektizids ICON® Maxx für Bettnetze; (2) Beurteilung von drei neuartigen, mikroverkapselten Formulierungen von pirimiphos-methyl zur Indoor Residual Spraying in Versuchshütten in einem durch Pyrethroid-Resistenzen gekennzeichneten Gebiet; und (3) Erforschung von bio-ökologischen Eigenschaften von Anopheles gambiae s.s, welche bei der Wahl der angemessenen Vektorkontrollmethode im Studiengebiet von Bedeutung sind.
Methoden: In den Dörfern Abokro und Yaokoffikro wurden adulte Moskitos mit 72 Lichtfallen gefangen, während 72 Mann-Nächten zwischen 6 Uhr abends und 6 Uhr morgens auf Versuchspersonen gesammelt und früh morgens in 60 Versuchshütten durch Pyrethroid Spray flugunfähig gemacht („knock down“) und erfasst. Im Labor wurden Proben von Polyester- und Polyethylen-Netzen mit ICON® Maxx behandelt, bis zu 20 mal gewaschen und die verbleibende Wirksamkeit gegen eine anfällige An. gambiae s.s. Kolonie aus dem Labor mittels sogenannten „World Health Organization (WHO) cone assays“ ermittelt. Während 12 Monaten wurden zudem mit ICON® Maxx behandelte Netze in Versuchshütten bewertet. Die ursprüngliche Formulierung und drei neuartigen, mikroverkapselten Formulierungen des Organophosphat-Insektizids pirimiphos-methyl wurden beurteilt und mit einer positiven (ICON 10CS) und einer negativen Kontrollgruppe (keine Behandlung) verglichen. Insgesamt wurden 24 Versuchshütten verwendet, 12 aus Backsteinen und 12 aus „Banco“.
Ergebnisse: Insgesamt wurden 10,312 adulte Moskitos in Abokro und 7,662 adulte Moskitos in Yaokoffikro gesammelt. Anopheles war die dominierende Gattung in beiden Orten. Lichtfallen waren dreimal effizienter in Abokro als in Yaokoffikro. An beiden Orten stieg die Beissrate von An. gambiae s.s. schrittweise an, bis zu einer Spitze zwischen Mitternacht und 1 Uhr morgens. In Abokro war das Verhalten von An. gambiae s.s. endophil und endophagisch, in Yaokoffikro unabhängig vom Haushalt.
In den Bioassays im Labor entsprach die Wirksamkeit des Insektizids nach 20-maligem waschen einer Rate von 59.4 % Knock Down (KD) und einer Mortalität von 22.3 % für Polyethylen-Netze und einer Rate von 55.3% KD und einer Mortalität von 17.9 % für Polyester-Netze. In den Versuchshütten zeigten die behandelten Netze signifikante Auswirkungen auf die Abschreckung, die Exophilie, die Rate der Blutmahlzeiten und die Mortalität (>60%). Nach dem Waschen der behandelten Netze waren die Raten für KD und Mortalität nahe an oder über den vorgegebenen WHO Grenzwerten für „cone assays“ (>80%).
Die durch die mikroverkapselten Formulierungen von pirimiphos-methyl herbeigeführten Mortalitätsraten waren höher in resistenten An. gambiae s.s. als in anderen Anopheles Spezies. Die Formulierungsvariante pirimiphos-methyl CS BM war am wirksamsten: Die Mortalität blieb über 80% während 28 Wochen in den Backstein-Versuchshütten und während 19 Wochen in den “Banco”-Versuchshütten. Diese Resultate wurden durch die Bioassays bestätigt: Wenn pirimiphos-methyl CS BM verwendet wurde blieb die 24-Stunden-Mortalität während 30 Wochen über dem vorgegebenen Grenzwert von 80%. Keine signifikanten Unterschiede in den mittleren Raten von Blutmahlzeiten von Pyrethroid-resistenten An. gambiae s.s. konnten in Bezug auf die zwei Arten von Versuchshütten und in Bezug auf die drei Varianten von pirimiphos-methyl festgestellt werden.
Schlussfolgerung: Zur Vektorkontrolle braucht es Kenntnisse über die bio-ökologischen Eigenschaften und den Grad an Insektizidresistenz des entsprechenden Vektors. Dementsprechend leistet diese Studie einen Beitrag zur Anwendung von angemessenen Kontrollmassnahmen gegen Malaria-Vektoren. Im Labor wiesen durch ICON® Maxx behandelte Netze moderate KD- und Mortalitätsraten auf. Aber unter Quasi-Feldbedingungen in einem Gebiet mit Pyrethroid-resistenten Moskitos lieferte ICON® Maxx zufriedenstellende Ergebnisse, d.h. Eigenschaften, welche wahrscheinlich einen positiven Beitrag zur Reduktion der Malaria-Übertragung leisten können. Die Formulierung pirimiphos-methyl CS BM zeigte eine hohe, anhaltende Wirkung gegen resistente An. gambiae s.s., insbesondere an den Wänden in den Backstein-Versuchshütten. Es wird interessant zu sehen, wie sich dieses neue, nicht auf Pyrethroid basierende Mittel in grossangelegten Feldstudien auf entomologische und parasitologische Indikatoren auswirkt.
Summary
Introduction : The emergence and spread of resistance of malaria vectors to insecticides is a key limitation of tools for malaria vector control. Hence, there is a need to develop and validate new insecticides.
Objectives : Three specific objectives were pursued in this PhD : (1) to assess the efficacy of a long-lasting insecticide for bed-net, ICON® Maxx; (2) to assess in experimental huts three novel micro-encapsulated formulations of pirimiphos-methyl formulations for indoor residual spraying in an pyrethroid resistance site; and (3) to investigate some bio-ecological characteristics of Anopheles gambiae s.s in the study area, important to choose the appropriate method against vectors.
Méthods : In the villages of Abokro and Yaokoffikro, adult mosquitoes were captured with 72 light traps, collected on humans subjects at a rate of 72 man-night from 6 p.m. to 6 a.m., and knocked down using pyrethroid spray inside 60 sentinel houses in the early morning.
In the laboratory, polyester and polyethylene net samples were treated with ICON® Maxx, washed up to 20 times and their efficacy determined in World Health Organization (WHO) cone assays against a susceptible laboratory An. gambiae s.s. colony. Over a 12-month period, nets treated with ICON® Maxx were evaluated in experimental huts. The original formulation and three novel micro-encapsulated formulations of the organophosphate insecticide, pirimiphos methyl were assessed and compare to positif control (ICON 10CS) and negative control (no treatment). A total of 24 experimental huts were used, 12 huts constructed with bricks and 12 ‘banco’ type huts.
Résults : A total of 10,312 adult mosquitoes were collected in Abokro and 7,662 in Yaokoffikro. Anopheles was the dominant genus at both locations. Light traps were three times more efficient in Abokro than in Yaokoffikro. In both places, An. gambiae s.s. biting rates increased gradually up to a peak observed between midnight and 1 a.m. Abokro, An. gambiae s.s. was endophilic and endophagic, while in Yaokoffikro, this species was independant of the household.
In the laboratory, after 20 washings, insecticidal efficacy in bioassays was 59.4 % knockdown (KD) and 22.3 % mortality for polyethylene, and 55.3% KD and 17.9 % mortality for polyester nets. In experimental huts, treated nets showed a significant effect on deterrence, induced exophily, blood-feeding rate and mortality (> 60 %). After washing the treated nets, KD and mortality rates were close to or exceeded predefined WHO thresholds in cone bioassays (> 80 %).
The mortality rate induced by encapsulated formulations of pirimiphos-methyl was higher in resistant Anopheles gambiae s.s compared to other Anopheles species. Formulation variant pirimiphos-methyl CS BM was the most efficacious; mortality remained above 80% until 28 weeks in huts constructed with bricks and until 19 weeks in ‘banco’ type huts. These results were confirmed with bioassays; the 24-h mortality stayed over the preset threshold of 80% until 30 weeks when using pirimiphos-methyl CS BM. There were no significant differences in mean blood-feeding rates for pyrethroid and metabolic resistant An. gambiae s.s between the two types of huts and between the three variants of pirimiphos-methyl.
Conclusion : The vector control need to have knowledge on bio-ecological characteristic and the resistance level to insecticides of vectors. So this study will allow to adopt appropriate control measures against malaria vectors. ICON® Maxx-treated nets showed moderate KD and mortality rates in laboratory. However, under semi-field conditions, in an area where mosquitoes are resistant to pyrethroids, ICON® Maxx showed satisfactory results; features that are likely to have a positive impact in reducing malaria transmission. The formulation pirimiphos-methyl CS BM showed a high and sustained efficacy against resistant An. gambiae, particularly on indoor walls of brick huts. It will be interesting to determine entomological and parasitological outcomes when deploying this novel non-pyrethroid in large-scale field trials.