Molecular and morphological identification of suspected Plasmodium vivax vectors in Central and Eastern Sudan
Creators
- 1. National Centre for Research
- 2. University of Khartoum
- 3. University of Botswana
Description
Abstract Background: In spite of the global effort to eliminate malaria, it remains the most significant vector-borne disease of humans. Plasmodium falciparum remains the dominant malaria parasite in Sub-Saharan Africa. However, P. vivax is becoming widely spread throughout Africa. The overuse of vector control methods has resulted in a remarkable change in the behaviour of mosquito that feeds on human as well as on vector composition. The aim of this study was to identify Anopheles mosquito species in vivax malaria endemic regions and to investigate their role in P. vivax malaria transmission. Methods: Mosquito samples were collected from Central Sudan (Khartoum and Sennar States) and Eastern Sudan (New Halfa) using Pyrethrum Spray Catch (PSC) and CDC light traps. Mosquitoes were identified using appropriate morphological identification keys and Anopheles gambiae complex were confirmed to species level using molecular analysis. A subset of blood-fed anopheline mosquitoes were dissectedto study the presence of natural infection of malaria parasites. In addition, the rest of the blood-fed samples were investigated for presence of infective sporozoites of P. vivax that detecting the P. vivax circumsporozoite protein ( pvcsp ) gene using nested-PCR. Results: A total of 644 adult anopheline blood-fed mosquitoes were collected from New Halfa (N = 214 mosquitoes), Khartoum (N = 132 mosquitoes), and Sennar (N = 298 mosquitoes). Morphological and molecular identification of the collected mosquitoes revealed the presence of An. arabiensis , An. funestus , and An. pharoensis . Out of 644 anophelines subjected to P. vivax sporozoite detection (N = 40, 6.2%) were positive for P. vivax.An. arabiensis 6.7% (39/583) and An. pharoensis 1.8% (1/56) were found positive for the parasite. While An. funestus was detected for the first time in New Halfa with low abundance (5/214 mosquitoes) and were found negative for the parasite. Conclusion: This study documented the presence of An. funestus for the first time in New Halfa, Eastern Sudan. However, An. arabiensis is the most abundant vector detected, together with An. pharoensis . This findings suggests change in malaria epidemiology. Further studies are needed to investigate their contribution in malaria transmission.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
خلفية مجردة: على الرغم من الجهود العالمية للقضاء على الملاريا، إلا أنها لا تزال أهم الأمراض المنقولة بالنواقل بين البشر. لا تزال المتصورة المنجلية هي طفيلي الملاريا السائد في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى. ومع ذلك، أصبح P. vivax منتشرًا على نطاق واسع في جميع أنحاء إفريقيا. أدى الإفراط في استخدام طرق مكافحة ناقلات الأمراض إلى تغيير ملحوظ في سلوك البعوض الذي يتغذى على الإنسان وكذلك على تكوين ناقلات الأمراض. كان الهدف من هذه الدراسة هو تحديد أنواع بعوض الأنوفيلة في المناطق الموبوءة بالملاريا الحية والتحقيق في دورها في انتقال الملاريا النشيطة. الطرق: تم جمع عينات البعوض من وسط السودان (ولايتي الخرطوم وسنار) وشرق السودان (حلفا الجديدة) باستخدام مصيدة رذاذ البيرثروم (PSC) ومصائد الضوء لمركز السيطرة على الأمراض. تم تحديد البعوض باستخدام مفاتيح التعريف المورفولوجية المناسبة وتم تأكيد مركب الأنوفيلة الغامبية على مستوى الأنواع باستخدام التحليل الجزيئي. تم تشريح مجموعة فرعية من بعوض الأنوفيلين الذي يتغذى على الدم لدراسة وجود عدوى طبيعية لطفيليات الملاريا. بالإضافة إلى ذلك، تم فحص بقية العينات التي تتغذى على الدم بحثًا عن وجود حيوانات بوغية معدية من المتصورة النشيطة التي تكتشف جين بروتين المتصورة النشيطة المحيطية (pvcsp) باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل المتداخل. النتائج: تم جمع ما مجموعه 644 بعوضًا بالغًا يتغذى على دم الأنوفيلين من حلفا الجديدة (العدد = 214 بعوضة) والخرطوم (العدد = 132 بعوضة) وسنار (العدد = 298 بعوضة). كشف التحديد المورفولوجي والجزيئي للبعوض الذي تم جمعه عن وجود An. arabiensis و An. funestus و An. pharoensis . من بين 644 من الأنوفيلين الخاضع للكشف عن المتصورة النشيطة (العدد = 40، 6.2 ٪) كانت إيجابية لـ المتصورة النشيطة. تم العثور على 6.7 ٪ (39/583) و An. pharoensis 1.8 ٪ (1/56) إيجابية للطفيلي. في حين تم الكشف عن فطر An. funestus لأول مرة في حلفا الجديدة بوفرة منخفضة (5/214 بعوضة) ووجد أنه سلبي بالنسبة للطفيلي. الخلاصة: وثقت هذه الدراسة وجود An. funestus لأول مرة في حلفا الجديدة، شرق السودان. ومع ذلك، فإن An. arabiensis هو الناقل الأكثر وفرة المكتشف، جنبًا إلى جنب مع An. pharoensis . تشير هذه النتائج إلى تغيير في وبائيات الملاريا. هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات للتحقيق في مساهمتها في انتقال الملاريا.Translated Description (French)
Résumé Contexte : Malgré les efforts déployés à l'échelle mondiale pour éliminer le paludisme, il reste la maladie à transmission vectorielle la plus importante chez l'homme. Plasmodium falciparum reste le parasite dominant du paludisme en Afrique subsaharienne. Cependant, P. vivax est de plus en plus répandu dans toute l'Afrique. La surutilisation des méthodes de lutte antivectorielle a entraîné un changement remarquable dans le comportement des moustiques qui se nourrissent de la composition des humains ainsi que des vecteurs. L'objectif de cette étude était d'identifier les espèces de moustiques Anopheles dans les régions endémiques du paludisme à Vivax et d'étudier leur rôle dans la transmission du paludisme à P. vivax. Méthodes : Des échantillons de moustiques ont été prélevés dans le Soudan central (États de Khartoum et de Sennar) et dans l'est du Soudan (New Halfa) à l'aide de pièges lumineux Pyrethrum Spray Catch (PSC) et CDC. Les moustiques ont été identifiés à l'aide de clés d'identification morphologique appropriées et le complexe Anopheles gambiae a été confirmé au niveau de l'espèce à l'aide d'une analyse moléculaire. Un sous-ensemble de moustiques anophèles nourris au sang a été disséqué pour étudier la présence d'une infection naturelle des parasites du paludisme. De plus, le reste des échantillons nourris au sang ont été étudiés pour la présence de sporozoïtes infectieux de P. vivax détectant le gène de la protéine circumsporozoïte de P. vivax (pvcsp ) en utilisant la PCR imbriquée. Résultats : Un total de 644 moustiques anophèles adultes nourris par le sang ont été collectés chez New Halfa (N = 214 moustiques), Khartoum (N = 132 moustiques) et Sennar (N = 298 moustiques). L'identification morphologique et moléculaire des moustiques recueillis a révélé la présence d'An. arabiensis , d'An. funestus et d'An. pharoensis . Sur 644 anophèles soumises à la détection de sporozoïtes de P. vivax (N = 40, 6,2%) étaient positives pour P. vivax. An. arabiensis 6,7% (39/583) et An. pharoensis 1,8% (1/56) ont été trouvés positifs pour le parasite. Alors qu'An. funestus a été détecté pour la première fois à New Halfa avec une faible abondance (5/214 moustiques) et a été trouvé négatif pour le parasite. Conclusion : Cette étude a documenté la présence d'An. funestus pour la première fois à New Halfa, dans l'est du Soudan. Cependant, An. arabiensis est le vecteur le plus abondant détecté, avec An. pharoensis . Ces résultats suggèrent un changement dans l'épidémiologie du paludisme. D'autres études sont nécessaires pour étudier leur contribution à la transmission du paludisme.Translated Description (Spanish)
Resumen Antecedentes: A pesar del esfuerzo mundial para eliminar la malaria, sigue siendo la enfermedad transmitida por vectores más importante de los seres humanos. Plasmodium falciparum sigue siendo el parásito dominante de la malaria en el África subsahariana. Sin embargo, P. vivax se está extendiendo ampliamente por toda África. El uso excesivo de métodos de control de vectores ha resultado en un cambio notable en el comportamiento del mosquito que se alimenta tanto de humanos como de la composición del vector. El objetivo de este estudio fue identificar especies de mosquitos Anopheles en regiones endémicas de malaria vivax e investigar su papel en la transmisión de la malaria por P. vivax. Métodos: Se recolectaron muestras de mosquitos de Sudán Central (estados de Jartum y Sennar) y Sudán Oriental (Nueva Halfa) utilizando trampas de luz Pyrethrum Spray Catch (PSC) y CDC. Los mosquitos se identificaron utilizando claves de identificación morfológica apropiadas y el complejo Anopheles gambiae se confirmó a nivel de especie mediante análisis molecular. Se diseccionó un subconjunto de mosquitos anofelinos alimentados con sangre para estudiar la presencia de infección natural de parásitos de la malaria. Además, el resto de las muestras alimentadas con sangre se investigaron para detectar la presencia de esporozoitos infecciosos de P. vivax que detectan el gen de la proteína circumsporozoito (pvcsp) de P. vivax utilizando PCR anidada. Resultados: Se recogieron un total de 644 mosquitos adultos alimentados con sangre anofelina de New Halfa (N = 214 mosquitos), Jartum (N = 132 mosquitos) y Sennar (N = 298 mosquitos). La identificación morfológica y molecular de los mosquitos recolectados reveló la presencia de An. arabiensis , An. funestus y An. pharoensis . De 644 anofelinas sometidas a detección de esporozoitos de P. vivax (N = 40, 6.2%) fueron positivas para P. vivax. An. arabiensis 6.7% (39/583) y An. pharoensis 1.8% (1/56) se encontraron positivas para el parásito. Mientras que An. funestus se detectó por primera vez en New Halfa con baja abundancia (5/214 mosquitos) y se encontraron negativos para el parásito. Conclusión: Este estudio documentó la presencia de An. funestus por primera vez en New Halfa, Sudán Oriental. Sin embargo, An. arabiensis es el vector más abundante detectado, junto con An. pharoensis . Estos hallazgos sugieren un cambio en la epidemiología de la malaria. Se necesitan más estudios para investigar su contribución en la transmisión de la malaria.Files
s12936-021-03671-9.pdf
Files
(1.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:e592bde8ceea8f04cbd58ff226e74142
|
1.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التحديد الجزيئي والمورفولوجي لناقلات المتصورة النشيطة المشتبه بها في وسط وشرق السودان
- Translated title (French)
- Identification moléculaire et morphologique des vecteurs suspects de Plasmodium vivax dans le centre et l'est du Soudan
- Translated title (Spanish)
- Identificación molecular y morfológica de presuntos vectores de Plasmodium vivax en Sudán Central y Oriental
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4250453933
- DOI
- 10.21203/rs.2.22911/v1