Insecticide Resistance : Importance in the transmission of chikungunya virus by Aedes aegypti mosquitoes
Résistance aux insecticides : importance dans la transmission du virus chikungunya par les moustiques Aedes aegypti
Résumé
The mosquito Aedes aegypti is well known as the main vector of Chikungunya, in absence of effective vaccinations and available treatments, mosquito control strategy remains the principal prevention and defense measures for disease control. Nevertheless, the problem of resistance to insecticides is worsening especially because of more and more frequent chemical fights against intense arbovirus outbreaks in the world. We are interested in understanding the effects of resistance in the context of transmission of the disease, and struggle to establish the reasonable compromise between the effectiveness of the vector control strategy and the increase in resistance.From the mosquito population of Ile Royale which was considered as the least resistant population in French Guiana, 4 mosquito lines IR03, IR05, IR13 and IR36 with different resistance profiles to the deltamethrin insecticide have been isolated successfully, biologic and molecular tests were carried out to characterize the resistance mechanisms between them in regarding with their phenotypes and genotypes. The results indicated that IR03 presented only a metabolic resistance, that IR05 harboured both kdr and metabolic resistance, and that IR13/36 showed a moderate metabolic resistance.More than 600 females were orally infected with Chikungunya virus using an artificial engorged system. For each individual, 3 sets of samples (midgut, head and saliva) are collected independently to quantify the presence of virus, in order to define its vector competence by three parameters: the infection rate, the dissemination rate and the transmission rate. The results show that there were significant differences in vector competence, more specifically between the dissemination rate from the midgut to the head over time, which is lower in the more resistant line.Then, expression level of certain genes (CYP 6BB2, CYP 6N12, GST2, Trypsin) which were associated with deltamethrin resistance were measured on the midgut at 7 days after infectious blood meal. Combined with the information of the kdr genotype, we propose that different mechanisms of resistance can influence not only the barrier of the midgut, but also affect the entire spread pathway of the virus to develop in the mosquito body from the midgut to the saliva.Finally, regarding the cost of resistance, the isofemale lines manifested more clearly in terms of population reproduction than immature development including larval development time, larval and nymphal mortality, and the sex ratio post-emergence.Overall, although this research requires more functional validations or supporting experimentations, the data obtained could provide a better understanding of the interactions between insecticide resistance and vector capacity in mosquitoes Aedes aegypti and supply some useful information to improve the current vector control.
Le moustique Aedes aegypti est le vecteur principal du Chikungunya, en l'absence de vaccins efficaces et de traitements disponibles, la lutte anti-vectorielle reste la stratégie principale de prévention et de défense pour le contrôle de la maladie. Néanmoins le problème de la résistance aux insecticides est en train de s'aggraver, notamment à cause de l’augmentation de la fréquence des luttes chimiques contre les intenses épidémies d’arbovirus, frappant partout dans le monde. Nous voulons comprendre l’importance de la résistance à l’insecticide dans le contexte de la transmission du virus Chikungunya par les moustiques Aedes aegypti.A partir de la population de moustiques de l’Ile Royale considérée comme la population la moins résistante en Guyane, 4 lignées de moustiques IR03, IR05, IR13 et IR 36 présentant différents profils de résistance à l’insecticide deltaméthrine ont été isolées, des tests biologiques et moléculaires ont été réalisés pour caractériser les mécanismes de résistance au niveau de leur phénotype et de leur génotype. Les résultats montrent que IR03 n'a qu'une résistance métabolique, que IR05 possède à la fois les résistances kdr et métabolique, et que IR13/36 est doté d’une faible résistance métabolique.Plus de 600 femelles ont été infectées oralement par le virus Chikungunya en utilisant un système de gorgement artificiel. Pour chaque individu, 3 séries d’échantillons (l’intestin moyen, la tête et la salive) sont récoltés indépendamment pour y quantifier le virus, afin de définir sa compétence vectorielle par trois paramètres : le taux d’infection, le taux de dissémination et le taux de transmission. Les résultats montrent qu’il existe des différences significatives dans la compétence vectorielle, plus spécifiquement dans le taux de dissémination de l'intestin moyen à tout le corps du moustique au fil du temps, qui est plus bas dans la lignée la plus résistante.Ensuite, pour étudier les interactions entre les mécanismes résistants et la barrière de l’intestin moyen, les niveaux d’expression de certains gènes (CYP 6BB2, CYP 6N12, GST2, Trypsine) qui sont associés directement ou indirectement à la résistance à la deltaméthrine ont été mesurés sur des intestins moyens datant de 7 jours après le repas sanguin infectieux, que la tête soit positive ou négative. En complétant ces niveaux d’expression avec l’information du génotype kdr, les résultats montrent que la surexpression des enzymes de détoxification et l’existence des mutations kdr pourraient avoir un effet significatif sur la dissémination du virus dans le corps des moustiques.Enfin, concernant le coût de la résistance qui est un des facteurs important pour évaluer la capacité vectorielle des moustiques résistants, les lignées isofemelles se manifestent plus clairement en termes de reproduction de la population (temps de ponte, fécondité et fertilité) que de développement des stades immatures y compris avec le temps de développement larvaire, les larves et les nymphes mortes, et le sex ratio.En conclusion, toutes les données obtenues fournissent une meilleure compréhension sur l'existence des interactions entre la résistance aux insecticides et la capacité vectorielle chez les moustiques. Même si plus de manipulations concernant des validations fonctionnelles ou des recherches plus approfondies peuvent être déclenchées sur la base de ces travaux, nous avons déjà plus d’informations pour aider à adapter ou améliorer la réponse de la lutte anti-vectorielle, afin d’établir le meilleur compromis entre l’efficacité de la lutte et l’augmentation de la résistance.
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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