Etude du systeme immunitaire des moustiques face aux insecticides: activites enzymatiques et mutations genetiques au sein des populations de Anopheles gambiae sensu lato (diptera: culicidae) dans la commune de Natitingou, au nord du Benin

Abstract

Dans le but d’étudier le système immunitaire des moustiques face à l'utilisation des insecticides dans leur milieu écologique, une recherche a été initiée sur les activités enzymatiques et mutations génétiques de résistance au sein des populations  de Anopheles gambiae, principal vecteur du paludisme en Afrique subsaharienne dans la commune de Natitingou.

Dans un premier temps, une enquête CAP (Connaissance, Attitude, Pratique) a été réalisée auprès des paysans afin de connaître les divers pesticides utilisés par ces derniers pour lutter contre les ravageurs des cultures. Puis, les femelles de Anopheles gambiae s.l âgées de 2-5 jours, issues des collectes larvaires des zones urbaines (Ourbourga, Kantaborifa), et rurales (Tigniti, Yimporima) dans la commune de Natitingou, ont été soumises aux tests de sensibilité réalisés avec des papiers imprégnés d’insecticides aux doses diagnostiques : perméthrine (0,75%), deltaméthrine (0,05%), DDT (4%) et du bendiocarb (0,1%). Enfin, nous avons recherché les mécanismes de résistance liés à la modification de cible Knock Down Resistance (KDR), de l’acétylcholinestérase (Ace1-R) sur les spécimens issus des tests de sensibilité et, les mécanismes enzymatiques (Glutathion-S-Transférase, estérase, monooxygénase P450 et protéine totale) à partir des populations F1 (issues de la population parentale après élevage).

Les résultats des travaux indiquent : a)- une forte utilisation de pesticides chimiques par  les paysans entrainant une résistance de An. gambiae au DDT, perméthrine, deltaméthrine avec des taux de mortalités de 3% ; 23% et 30% respectivement contre une sensibilité vis-à-vis du bendiocarb quelle que soit la zone de collecte larvaire; b)- La mutation kdr semble être le principal mécanisme de résistance observé au sein de ces populations de An. gambiae avec une fréquence moyenne de 0,71 en zone rurale contre 0,68 en zone urbaine. La mutation Ace-1 a été également mise en évidence mais en de très faibles fréquences variant entre 0,02 à 0,05; c)-La présence d’activité enzymatique a été constatée dans toutes les populations de An. gambiae quelle que soit la localité.

Ce travail a permis de montrer que les populations de An. gambiae de la commune de Natitingou ont un système immunitaire leur permettant d’être résistantes vis-à-vis des organochlorés, des pyréthrinoïdes et par une surproduction des enzymes. Ces résultats permettront ainsi aux décideurs de mieux gérer la résistance des vecteurs du paludisme aux insecticides pour mieux lutter contre le paludisme.

Mots clés: Anopheles gambiae, Insecticides, Résistance, Natitingou, Bénin

English Title: Immune system of mosquitoes against insecticides: enzymatic activities and genetic mutations in Anopheles gambiae sensu lato (diptera: culicidae) population in the district of Natitingou, northern-Benin

English Abstract

In order to study the immune system of the mosquito on the use of insecticide in their ecological environment, a study was carried out on enzyme activities and resistance genes in Anopheles gambiae population, the main malaria vector Sub-Saharan Africa in the district of Natitingou, northern Benin

To attend this goal, initially, Knowledge Attitude-Practice (KAP) surveys were organized at Natitingou, northern Benin in two urban areas (Ourbourga and Kantaborifa) and two rural areas (Tigniti and Yimporima). In each site, leaders of farmer’s organizations were interviewed using semi-structured questionnaires that focused on the treatment strategies, and the use of insecticides. This was complemented by bioassay tests to assess the susceptibility of An. gambiae where females aged to 2-5 were subjected to insecticide-impregnated papers (permethrin 0.75%, delthamethrin 0.05%, DDT 4%, and bendiocarb 0.1%) following WHO testing protocol. The species within An. gambiae complex, molecular form and presence of Knock Down mutation Resistance (KDR) and acetylcholinesterase (Ace-1R) mutation were determined by Polymerase Chain Reaction (PCR).

Biochemical analysis was done in order to measure the Mixed Function Oxidase (MFO), non-specific esterase (NSE) and glutathione-S-transferases (GST) activity in individual 2-5 days old adult An. gambiae that had been reared from larvae and were not previously exposed to insecticides.

This research showed: (i)-A wide spread of resistance to DDT, permethrin, delthamethrin with 3%, 23% and 30% of mortality rate respectively was found in samples of An. gambiae populations from Natitingou regardless the areas of collection. However, these populations were fully susceptible to bendiocarb; (ii)-The Kdr mutation was the main resistance mechanism detected in all the areas with frequency ranging between 0.68-0.71 The Ace-1 mutation was also found but at very low allelic frequency ranging between 0.02-0.05; (iii)-The activity of enzymes (oxidase, esterase and glutathion-S-transferases) was detected in all the mosquito populations.

This work has highlighted multiple mechanisms of resistance in populations of Anopheles gambiae at Natitingou. This result will influence policy on recommendations about the use of bed nets and insecticides and will help to plan the future of malaria control.

Keywords:  Anopheles gambiae, Insecticides, Resistance, Natitingou, Benin