Published March 31, 2019
| Version v1
Publication
Open
A high throughput multi-locus insecticide resistance marker panel for tracking resistance emergence and spread in<i>Anopheles gambiae</i>
Creators
- 1. Liverpool School of Tropical Medicine
- 2. Wellcome Centre for Human Genetics
- 3. University of Oxford
- 4. University of Cape Coast
- 5. Abt Associates (United States)
- 6. Kenya Medical Research Institute
- 7. Wellcome Sanger Institute
Description
Abstract The spread of resistance to insecticides in the mosquito vectors of diseases such as malaria and dengue poses a threat to the effectiveness of control programmes, which rely largely on insecticide-based interventions. Monitoring the resistance status of mosquito populations is therefore essential, but obtaining direct phenotypic measurements of resistance is laborious and error-prone. In contrast, high-throughput genotyping offers the prospect of quick and repeatable estimates of resistance, while also allowing the genotypic markers of resistance to be tracked and studied. We developed a panel of 28 known or putative markers of resistance in the major malaria vector Anopheles gambiae , which we use to test the association of these markers with resistance and to study their geographic distribution. We screened resistance-phenotyped An . gambiae from populations from a wide swathe of Sub-Saharan Africa (Burkina Faso, Ghana, Democratic Republic of Congo (DRC) and Kenya), and found evidence of resistance association for four mutations, including a novel mutation in the detoxification gene Gste2 ( Gste2 -119V). We also identified a gene duplication in Gste2 which combines a resistance-associated mutant form of the gene with its wild-type counterpart, potentially alleviating the costs of resistance. Finally, we describe the distribution of the multiple evolutionary origins of kdr resistance, finding unprecedented levels of diversity in the DRC. This panel represents the first step towards developing a quantitative predictive genotypic model of insecticide resistance that can be used to screen An . gambiae populations and predict resistance status.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يشكل انتشار مقاومة المبيدات الحشرية في ناقلات البعوض لأمراض مثل الملاريا وحمى الضنك تهديدًا لفعالية برامج المكافحة، التي تعتمد إلى حد كبير على التدخلات القائمة على المبيدات الحشرية. لذلك فإن مراقبة حالة مقاومة مجموعات البعوض أمر ضروري، ولكن الحصول على قياسات نمط ظاهري مباشر للمقاومة أمر شاق وعرضة للخطأ. في المقابل، يوفر التنميط الجيني عالي الإنتاجية إمكانية إجراء تقديرات سريعة وقابلة للتكرار للمقاومة، مع السماح أيضًا بتتبع علامات المقاومة الوراثية ودراستها. طورنا لوحة من 28 علامة مقاومة معروفة أو مفترضة في ناقل الملاريا الرئيسي Anopheles gambiae ، والتي نستخدمها لاختبار ارتباط هذه العلامات بالمقاومة ودراسة توزيعها الجغرافي. قمنا بفحص الأنماط الظاهرية للمقاومة من سكان من مساحة واسعة من أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى (بوركينا فاسو وغانا وجمهورية الكونغو الديمقراطية وكينيا)، ووجدنا أدلة على ارتباط المقاومة بأربعة طفرات، بما في ذلك طفرة جديدة في جين إزالة السموم Gste2 (Gste2 -119V). حددنا أيضًا تكرار الجين في Gste2 الذي يجمع بين شكل متحور مرتبط بالمقاومة من الجين مع نظيره من النوع البري، مما قد يخفف من تكاليف المقاومة. أخيرًا، نصف توزيع الأصول التطورية المتعددة لمقاومة KDR، وإيجاد مستويات غير مسبوقة من التنوع في جمهورية الكونغو الديمقراطية. تمثل هذه اللوحة الخطوة الأولى نحو تطوير نموذج وراثي تنبؤي كمي لمقاومة المبيدات الحشرية يمكن استخدامه لفحص السكان الغامبيين والتنبؤ بحالة المقاومة.Translated Description (French)
Résumé La propagation de la résistance aux insecticides chez les moustiques vecteurs de maladies telles que le paludisme et la dengue constitue une menace pour l'efficacité des programmes de lutte, qui reposent en grande partie sur des interventions à base d'insecticides. Le suivi de l'état de résistance des populations de moustiques est donc essentiel, mais l'obtention de mesures phénotypiques directes de la résistance est laborieuse et sujette aux erreurs. En revanche, le génotypage à haut débit offre la perspective d'estimations rapides et reproductibles de la résistance, tout en permettant de suivre et d'étudier les marqueurs génotypiques de la résistance. Nous avons développé un panel de 28 marqueurs de résistance connus ou supposés chez le vecteur majeur du paludisme Anopheles gambiae , que nous utilisons pour tester l'association de ces marqueurs avec la résistance et pour étudier leur répartition géographique. Nous avons dépisté des An . gambiae phénotypés résistants à partir de populations d'une large bande d'Afrique subsaharienne (Burkina Faso, Ghana, République démocratique du Congo (RDC) et Kenya), et avons trouvé des preuves d'association de résistance pour quatre mutations, y compris une nouvelle mutation dans le gène de désintoxication Gste2 ( Gste2 -119V). Nous avons également identifié une duplication de gène dans Gste2 qui combine une forme mutante associée à la résistance du gène avec son homologue de type sauvage, réduisant potentiellement les coûts de la résistance. Enfin, nous décrivons la répartition des multiples origines évolutives de la résistance au kdr, retrouvant des niveaux de diversité sans précédent en RDC. Ce panel représente la première étape vers le développement d'un modèle génotypique prédictif quantitatif de la résistance aux insecticides qui peut être utilisé pour dépister les populations d'An. gambiae et prédire l'état de résistance.Translated Description (Spanish)
Resumen La propagación de la resistencia a los insecticidas en los mosquitos vectores de enfermedades como la malaria y el dengue representa una amenaza para la eficacia de los programas de control, que se basan en gran medida en intervenciones basadas en insecticidas. Por lo tanto, es esencial monitorear el estado de resistencia de las poblaciones de mosquitos, pero obtener mediciones fenotípicas directas de la resistencia es laborioso y propenso a errores. Por el contrario, la genotipificación de alto rendimiento ofrece la posibilidad de estimaciones rápidas y repetibles de la resistencia, al tiempo que permite rastrear y estudiar los marcadores genotípicos de resistencia. Desarrollamos un panel de 28 marcadores conocidos o supuestos de resistencia en el principal vector de malaria Anopheles gambiae , que utilizamos para probar la asociación de estos marcadores con la resistencia y para estudiar su distribución geográfica. Seleccionamos An . gambiae con fenotipo de resistencia de poblaciones de una amplia franja de África subsahariana (Burkina Faso, Ghana, República Democrática del Congo (RDC) y Kenia), y encontramos evidencia de asociación de resistencia para cuatro mutaciones, incluida una nueva mutación en el gen de desintoxicación Gste2 ( Gste2 -119V). También identificamos una duplicación de genes en Gste2 que combina una forma mutante asociada a la resistencia del gen con su contraparte de tipo salvaje, lo que podría aliviar los costos de la resistencia. Finalmente, describimos la distribución de los múltiples orígenes evolutivos de la resistencia kdr, encontrando niveles de diversidad sin precedentes en la RDC. Este panel representa el primer paso hacia el desarrollo de un modelo genotípico predictivo cuantitativo de resistencia a los insecticidas que se puede utilizar para detectar poblaciones de An . gambiae y predecir el estado de resistencia.Files
592279.full.pdf.pdf
Files
(352.5 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7782f5ced0fdd47f56235eed995a2a10
|
352.5 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- لوحة علامات مقاومة للمبيدات الحشرية متعددة المواقع عالية الإنتاجية لتتبع ظهور المقاومة وانتشارها في<i>Anopheles gambiae</i>
- Translated title (French)
- Un panneau de marquage de résistance aux insecticides multi-locaux à haut débit pour suivre l'émergence et la propagation de la résistance chez<i>Anopheles gambiae</i>
- Translated title (Spanish)
- Un panel marcador de resistencia a insecticidas multilocus de alto rendimiento para rastrear la aparición y propagación de resistencia en<i>Anopheles gambiae</i>
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2930655856
- DOI
- 10.1101/592279
References
- https://openalex.org/W1729017034
- https://openalex.org/W1831100553
- https://openalex.org/W1838539100
- https://openalex.org/W1907052020
- https://openalex.org/W1963189968
- https://openalex.org/W1973603244
- https://openalex.org/W2021141322
- https://openalex.org/W2032019813
- https://openalex.org/W2042345412
- https://openalex.org/W2062328873
- https://openalex.org/W2083270871
- https://openalex.org/W2098576362
- https://openalex.org/W2101317185
- https://openalex.org/W2105640468
- https://openalex.org/W2107430389
- https://openalex.org/W2111420697
- https://openalex.org/W2111572642
- https://openalex.org/W2121019034
- https://openalex.org/W2128489222
- https://openalex.org/W2136369890
- https://openalex.org/W2139221616
- https://openalex.org/W2163804597
- https://openalex.org/W2171397799
- https://openalex.org/W2180705162
- https://openalex.org/W2188208204
- https://openalex.org/W2268738648
- https://openalex.org/W2280220883
- https://openalex.org/W2297262208
- https://openalex.org/W2412054804
- https://openalex.org/W2560837370
- https://openalex.org/W2770432019
- https://openalex.org/W2775636482
- https://openalex.org/W2787596662
- https://openalex.org/W2796879453
- https://openalex.org/W2797631732
- https://openalex.org/W2888225076
- https://openalex.org/W2898752737
- https://openalex.org/W2900393200