Published May 30, 2024 | Version v1
Publication Open

Physico-chemical characterization of Anopheles gambiae s.l. breeding sites and kdr mutations in urban areas of Cotonou and Natitingou, Benin

Creators

  • 1. École Normale Supérieure
  • 2. École Normale Supérieure d'Abidjan
  • 3. Laboratoire de Chimie
  • 4. International Institute of Tropical Agriculture
  • 5. University of Montpellier
  • 6. Maladies Infectieuses et Vecteurs: Écologie, Génétique, Évolution et Contrôle
  • 7. Ministère de la Santé
  • 8. Université d'Abomey-Calavi

Description

Abstract Background This study aimed to investigate the relationship between the physicochemical characteristics of An. gambiae s.s. and An. coluzzii breeding sites, the susceptibility profiles to commonly used insecticides in public health, and the underlying insecticide resistance mechanisms. Methods Anopheles breeding sites surveys were conducted in Cotonou and Natitingou in September 2020, January and August 2021. Physicochemical properties and bacterial loads were determined in individual breeding sites. The WHO susceptibility assays were carried out using the female of the emerging adult mosquitoes. Anopheles species were identified through PCR techniques. Kdr L1014F/S , N1575Y and G119S mutations were investigated using TaqMan genotyping assays. Results Molecular analysis showed that all mosquitoes analyzed in Cotonou were Anopheles coluzzii , while those of Natitingou were Anopheles gambiae s.s. Fecal coliforms were identified as playing a role in this distribution through their significant influence on the presence of An. coluzzii larvae. WHO susceptibility assay indicated a high level of resistance to deltamethrin in the two cities. The resistance levels to deltamethrin were higher in Cotonou (X 2 = 31.689; DF = 1; P < 0.0001). There was a suspected resistance to bendiocarb in Cotonou, whereas the mosquito population in Natitingou was resistant. The kdr L1014F mutation was highly observed in both mosquito populations (frequence: 86–91%), while the Ace-1 mutation was found in a small proportion of mosquitoes. In Cotonou, salinity was the only recorded physicochemical parameter that significantly correlated with the resistance of Anopheles mosquitoes to deltamethrin ( P < 0.05). In Natitingou, significant correlations were observed between the allelic frequencies of the kdr L1014F mutation and pH, conductivity, and TDS. Conclusion These results indicate a high level of pyrethroid resistance in the anopheles populations of both Cotonou and Natitingou. Moreover, this study report the involvement of abiotic factors influencing Anopheles susceptibility profile.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

خلفية مجردة تهدف هذه الدراسة إلى التحقيق في العلاقة بين الخصائص الفيزيائية والكيميائية لمواقع تكاثر An. gambiae s.s. و An. coluzzii، وملامح الحساسية للمبيدات الحشرية الشائعة الاستخدام في الصحة العامة، وآليات مقاومة المبيدات الحشرية الأساسية. تم إجراء مسوحات لمواقع تكاثر الأنوفيليس في كوتونو وناتينجو في سبتمبر 2020 ويناير وأغسطس 2021. تم تحديد الخصائص الفيزيائية الكيميائية والأحمال البكتيرية في مواقع التكاثر الفردية. تم إجراء فحوصات الحساسية لمنظمة الصحة العالمية باستخدام أنثى البعوض البالغ الناشئ. تم تحديد أنواع الأنوفيليس من خلال تقنيات تفاعل البوليميراز المتسلسل. تم فحص طفرات Kdr L1014F/S و N1575Y و G119S باستخدام فحوصات التنميط الجيني TaqMan. النتائج أظهر التحليل الجزيئي أن جميع البعوض الذي تم تحليله في كوتونو كان Anopheles coluzzii ، في حين أن تلك الموجودة في Natitingou كانت Anopheles gambiae s.s. تم تحديد القولونيات البرازية على أنها تلعب دورًا في هذا التوزيع من خلال تأثيرها الكبير على وجود يرقات An. coluzzii. أشار اختبار الحساسية الذي أجرته منظمة الصحة العالمية إلى وجود مستوى عالٍ من المقاومة للدلتامثرين في المدينتين. كانت مستويات مقاومة الدلتاميثرين أعلى في كوتونو (X 2 = 31.689 ؛ DF = 1 ؛ P < 0.0001). كان هناك اشتباه في مقاومة البنديوكارب في كوتونو، في حين أن البعوض في ناتينجو كان مقاومًا. لوحظت طفرة KDR L1014F بشكل كبير في كل من مجموعات البعوض (التردد: 86-91 ٪)، في حين تم العثور على طفرة Ace -1 في نسبة صغيرة من البعوض. في كوتونو، كانت الملوحة هي المعلمة الفيزيائية الكيميائية الوحيدة المسجلة التي ارتبطت بشكل كبير بمقاومة بعوض الأنوفيليس للدلتاميثرين ( P < 0.05). في Natitingou، لوحظت ارتباطات كبيرة بين ترددات الأليلات لطفرة KDR L1014F ودرجة الحموضة والموصلية و TDS. الخلاصة تشير هذه النتائج إلى مستوى عالٍ من مقاومة البيرثرويد في مجموعات الأنوفيليس في كل من كوتونو وناتينجو. علاوة على ذلك، تشير هذه الدراسة إلى تورط العوامل اللاأحيائية التي تؤثر على ملف حساسية الأنوفيليس.

Translated Description (French)

Résumé Contexte Cette étude visait à étudier la relation entre les caractéristiques physico-chimiques des sites de reproduction d'An. gambiae s.s. et d'An. coluzzii, les profils de sensibilité aux insecticides couramment utilisés en santé publique et les mécanismes sous-jacents de résistance aux insecticides. Méthodes Les enquêtes sur les sites de reproduction des anophèles ont été menées à Cotonou et à Natitingou en septembre 2020, janvier et août 2021. Les propriétés physico-chimiques et les charges bactériennes ont été déterminées dans des sites de reproduction individuels. Les tests de sensibilité de l'OMS ont été réalisés en utilisant la femelle des moustiques adultes émergents. Les espèces d'anophèles ont été identifiées par des techniques de PCR. Les mutations Kdr L1014F/S , N1575Y et G119S ont été étudiées à l'aide de tests de génotypage TaqMan. Résultats L'analyse moléculaire a montré que tous les moustiques analysés à Cotonou étaient Anopheles coluzzii , tandis que ceux de Natitingou étaient Anopheles gambiae s.s. Les coliformes fécaux ont été identifiés comme jouant un rôle dans cette distribution par leur influence significative sur la présence de larves d'An. coluzzii. Le test de sensibilité de l'OMS a indiqué un niveau élevé de résistance à la deltaméthrine dans les deux villes. Les niveaux de résistance à la deltaméthrine étaient plus élevés à Cotonou (X 2 = 31,689 ; DF = 1 ; P < 0,0001). Il y avait une résistance suspectée au bendiocarbe à Cotonou, alors que la population de moustiques à Natitingou était résistante. La mutation kdr L1014F a été fortement observée dans les deux populations de moustiques (fréquence : 86–91%), tandis que la mutation Ace-1 a été trouvée dans une petite proportion de moustiques. À Cotonou, la salinité était le seul paramètre physico-chimique enregistré qui était significativement corrélé à la résistance des moustiques anophèles à la deltaméthrine ( P < 0,05). Chez Natitingou, des corrélations significatives ont été observées entre les fréquences alléliques de la mutation kdr L1014F et le pH, la conductivité et le TDS. Conclusion Ces résultats indiquent un niveau élevé de résistance aux pyréthrinoïdes dans les populations d'anophèles de Cotonou et de Natitingou. De plus, cette étude rapporte l'implication de facteurs abiotiques influençant le profil de sensibilité à l'anophèle.

Translated Description (Spanish)

Resumen Antecedentes Este estudio tuvo como objetivo investigar la relación entre las características fisicoquímicas de los sitios de reproducción de An. gambiae s.s. y An. coluzzii, los perfiles de susceptibilidad a los insecticidas de uso común en la salud pública y los mecanismos subyacentes de resistencia a los insecticidas. Métodos Se realizaron encuestas sobre los sitios de reproducción de Anopheles en Cotonú y Natitingou en septiembre de 2020, enero y agosto de 2021. Las propiedades fisicoquímicas y las cargas bacterianas se determinaron en sitios de reproducción individuales. LOS ensayos de susceptibilidad de la OMS se llevaron a cabo utilizando la hembra de los mosquitos adultos emergentes. Las especies de Anopheles se identificaron mediante técnicas de PCR. Se investigaron las mutaciones Kdr L1014F/S , N1575Y y G119S utilizando ensayos de genotipado TaqMan. Resultados El análisis molecular mostró que todos los mosquitos analizados en Cotonú eran Anopheles coluzzii , mientras que los de Natitingou eran Anopheles gambiae s.s. Se identificó que los coliformes fecales desempeñaban un papel en esta distribución a través de su influencia significativa en la presencia de larvas de An. coluzzii. El ensayo de susceptibilidad de la OMS indicó un alto nivel de resistencia a la deltametrina en las dos ciudades. Los niveles de resistencia a la deltametrina fueron mayores en Cotonú (X 2 = 31,689; DF = 1; P < 0,0001). Se sospechaba que había resistencia al bendiocarb en Cotonú, mientras que la población de mosquitos en Natitingou era resistente. La mutación kdr L1014F se observó altamente en ambas poblaciones de mosquitos (frecuencia: 86–91%), mientras que la mutación Ace-1 se encontró en una pequeña proporción de mosquitos. En Cotonú, la salinidad fue el único parámetro fisicoquímico registrado que se correlacionó significativamente con la resistencia de los mosquitos Anopheles a la deltametrina ( P < 0.05). En Natitingou, se observaron correlaciones significativas entre las frecuencias alélicas de la mutación kdr L1014F y el pH, la conductividad y el TDS. Conclusión Estos resultados indican un alto nivel de resistencia a los piretroides en las poblaciones de anófeles de Cotonou y Natitingou. Además, este estudio informa la participación de factores abióticos que influyen en el perfil de susceptibilidad a Anopheles.

Files

s12879-024-09440-8.pdf

Files (1.9 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:eab0a39669c860931adf11ab0954b268
1.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التوصيف الفيزيائي الكيميائي لمواقع تكاثر الأنوفيلة الغامبية وطفرات KDR في المناطق الحضرية في كوتونو وناتينجو، بنين
Translated title (French)
Caractérisation physico-chimique des sites de reproduction et des mutations kdr d'Anopheles gambiae s.l. dans les zones urbaines de Cotonou et de Natitingou, Bénin
Translated title (Spanish)
Caracterización fisicoquímica de sitios de reproducción de Anopheles gambiae s.l. y mutaciones de kdr en áreas urbanas de Cotonú y Natitingou, Benín

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4399170548
DOI
10.1186/s12879-024-09440-8

Is supplement to
https://openalex.org/W4389607966 (Other)
https://openalex.org/W4245346872 (Other)
https://openalex.org/W4244110860 (Other)
https://openalex.org/W3013372983 (Other)
https://openalex.org/W2806034133 (Other)
https://openalex.org/W2800476173 (Other)
https://openalex.org/W2796879338 (Other)
https://openalex.org/W2314435162 (Other)
https://openalex.org/W2181747178 (Other)
https://openalex.org/W2171454222 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes

References

  • https://openalex.org/W1502881015
  • https://openalex.org/W1838539100
  • https://openalex.org/W1871026043
  • https://openalex.org/W1928621613
  • https://openalex.org/W1964704987
  • https://openalex.org/W1989123945
  • https://openalex.org/W2021548927
  • https://openalex.org/W2024559397
  • https://openalex.org/W2080724449
  • https://openalex.org/W2101317185
  • https://openalex.org/W2105776135
  • https://openalex.org/W2108980410
  • https://openalex.org/W2114802226
  • https://openalex.org/W2121626072
  • https://openalex.org/W2128489222
  • https://openalex.org/W2129001808
  • https://openalex.org/W2150126274
  • https://openalex.org/W2153972411
  • https://openalex.org/W2164633869
  • https://openalex.org/W2637932411
  • https://openalex.org/W2746446611
  • https://openalex.org/W2749212709
  • https://openalex.org/W2807544387
  • https://openalex.org/W2808239490
  • https://openalex.org/W2895386511
  • https://openalex.org/W2902180337
  • https://openalex.org/W2903548189
  • https://openalex.org/W2947280413
  • https://openalex.org/W2947444913
  • https://openalex.org/W2948909652
  • https://openalex.org/W3006726386
  • https://openalex.org/W3012454754
  • https://openalex.org/W3012794034
  • https://openalex.org/W3013131253
  • https://openalex.org/W3048180317
  • https://openalex.org/W3121388352
  • https://openalex.org/W3158822980
  • https://openalex.org/W3184418608
  • https://openalex.org/W4210913524
  • https://openalex.org/W4280571146
  • https://openalex.org/W4282564097
  • https://openalex.org/W4283371320
  • https://openalex.org/W4321610880
  • https://openalex.org/W4378900924