Dynamique des mécanismes de résistance aux insecticides liés à la modification de cibles dans les populations naturelles d’Anopheles gambiae s. L. D’Afrique de l’Ouest

par Luc Salako Djogbenou

Thèse de doctorat en Biologie des organismes

Sous la direction de Jean-Marc Hougard et de Fabrice Chandre.

Soutenue en 2008

à Montpellier 2 .


  • Résumé

    La lutte antivectorielle est le moyen général le plus efficace pour prévenir la transmission du paludisme en Afrique sub-saharienne. La résistance aux insecticides pyréthrinoïdes (mutation kdr) est apparue et évolue parmi les vecteurs, essentiellement An. Gambiae s. L. L'efficacité des moustiquaires imprégnées de pyréthrinoïdes semble être menacée par la présence de la résistance et la recherche d'alternatives aux pyréthrinoïdes est donc une priorité. Au laboratoire comme dans les populations naturelles, l'étude des caractéristiques et de la dynamique de la mutation de l'acétylcholinestérase (ace-1R) qui confère la résistance aux carbamates et aux organophosphorés (insecticides proposés comme alternatifs aux pyréthrinoïdes) nous révèle qu'elle confère un avantage aux moustiques An. Gambiae s. S. Qui la portent en présence d'insecticide. Cet avantage se manifeste chez les hétérozygotes du fait de la dominance partielle du gène et il varie selon les insecticides. En absence d'insecticide il existe un coût génétique qui affecte des traits d'histoire de vie du moustique résistant diminuant ainsi ses chances de reproduction. Ce coût génétique est probablement dû à la forte diminution d'activité totale de l'enzyme codée par ace-1R. La mutation ace-1R est déjà présente à des fréquences élevées dans les populations naturelles de l'Afrique de l'Ouest. Elle résulte d'une mutation unique qui s'est propagée sur l'ensemble des sites que nous avons étudiés probablement par migration. Sa présence chez les deux formes S et M d'An. Gambiae s. S. Est due à une introgression. Elle est présente sous forme de deux allèles : un allèle résistant ace-1R constitué d'une copie du gène ace-1 portant la mutation G119S et un allèle « dupliqué » Ag-ace-1D qui porte une copie sensible et une copie G119S du gène ace-1 liées sur le même chromosome. Cette duplication pourrait diminuer le cout associé à la résistance et rendre ainsi inopérantes certaines stratégies de lutte par alternance d'insecticides. Ces trois allèles sont maintenant en compétition dans les populations naturelles d'An. Gambiae vecteur majeur du paludisme en Afrique de l'Ouest. Au Bénin, l'étude des mécanismes de résistance dus à la modification de la cible chez An. Gambiae s. L et Culex quinquefasciatus nous révèle que beaucoup de populations sont résistantes au DDT et à la perméthrine. Chez An. Gambiae, la comparaison des résultats de mortalité obtenus avec le DDT et la perméthrine indique que la résistance observée est en majeure partie due à la mutation kdr. La distribution de la mutation kdr est cependant inégale sur l'ensemble des sites. Deux espèces du complexe (An. Gambiae s. S. Et An. Arabiensis) ont été retrouvées soit seules, soit en sympatrie. Au sein de l'espèce An. Gambiae s. S. , la forme moléculaire S est présente dans presque toutes les localités prospectées tandis que la forme M n'a une forte proportion qu'au Sud et au nord. Notre étude a montré un fort lien entre la fréquence de la mutation kdr et l'usage agricole des insecticides contre les ravageurs du coton. Toutefois très peu d'échantillons des deux espèces (An. Gambiae et Cx. Quinquefasciatus) ont été trouvés résistants aux carbamates et organophosphorés testés, et la fréquence de la mutation ace-1R est encore faible. Ceci indique que l'usage des carbamates et des organophosphorés pourra être encore envisagé dans l'élaboration d'une stratégie de gestion de la résistance. Ces travaux offrent des perspectives de recherches intéressantes sur les plans fondamental et opérationnel en matière de lutte contre les vecteurs du paludisme. En effet ils permettent d'améliorer nos connaissances sur la biologie et l'écologie du vecteur et sur leurs mécanismes de résistance. En vue d'une meilleure lutte antivectorielle, il serait intéressant que les scientifiques des pays développés qui étudient la génomique travaillent en étroite collaboration avec les scientifiques des aires impaludées et avec les institutions locales

  • Titre traduit

    Dynamics of resistance mechanisms to insecticides based on targets change in natural populations of Anopheles gambiae s. L. In West Africa


  • Résumé

    Vector control is one of the most effective methods of malaria prevention in sub-Saharan Africa. Resistance to pyrethroid insecticides (kdr mutation) has appeared in vectors of malaria, especially in An. Gambiae s. L. The effectiveness of pyrethroid-treated nets seems to be threatened by this resistance and the search for alternative insecticides is a priority. In the laboratory, as in field studies, the presence of an acetylcholinesterase mutation (ace-1R), which confers resistance to carbamates and organophosphates (insecticides proposed as alternatives to pyrethroids), provides an advantage to An. Gambiae s. S. In contact with the insecticide. This advantage is shown in heterozygotes by measuring the partial dominance of the gene. In the absence of insecticides, a genetic cost affects some life history traits of resistant mosquitoes, reducing their chances of reproduction. This genetic cost is probably due to the important reduction of enzymes activity coded by ace-1R. The ace-1R mutation is already present in high frequencies in natural populations of West Africa. This distribution results from a single mutation event that has been spread across our study sites by migration. Its presence in M and S forms of Anopheles gambiae s. S. Is due to a introgression phenomenon. The mutation is present in the two alleles : one ace-1R resistant allele made of a copy of the ace-1 gene carrying the G119S mutation, and one duplicated allele, Ag-ace-1D, that carries one susceptible and one resistant G119S copy linked on the same chromosome. This duplication might reduce the cost associated with the resistance and impair vector control strategies based on alternating insecticides. These alleles are in competition in natural populations of Anopheles gambiae, the primary vector of malaria in West Africa. In Benin, two species of the An. Gambiae complex (An. Gambiae s. S. And An. Arabiensis) were found either alone or in sympatry. In An. Gambiae s. S. , the S molecular form is present in almost all localities, whereas the M form was found in high proportions only in the south and the north. The study of resistance mechanisms due to target site modification in Anopheles gambiae s. L. And Culex quinquefasciatus reveal that many populations are resistant to DDT and permethrin. In Anopheles gambiae, the comparison of mortality with DDT and permethrin indicates that the resistance is due in large part to the kdr mutation. However, the distribution of this mutation is variable between sites. Our study showed a strong link between the frequency of the kdr mutation and agricultural use of insecticide against cotton pests. In all cases, very few samples of the two species (An. Gambiae and Cx. Quinquefasciatus) were found to be resistant to the carbamates and organophosphates used. The frequency of the ace-1R mutation was also small. This indicates that the use of carbamates and organophosphates might still be used in a resistance management strategy. These studies offer interesting perspectives on the possibilities of vector control for prevention of malaria. In fact, they allow improving our understanding of the biology and ecology of the vector and on the resistance mechanisms. In the pursuit of a better vector control strategy, it would be interesting for scientists in developed countries studying genomic to work in collaboration with scientists in areas where malaria is present and with local institutions

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  • Détails : 1 vol. (207 p.)
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  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 2008.MON-85
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