Interactions between mosquito physiological state and repellents' mode of action in vectors of pathogens
Interactions entre l’état physiologique du moustique et le mode d’action des répulsifs chez les vecteurs de pathogènes
Résumé
Mosquito-borne diseases are a permanent public health threat. The main way to protect populations against infectious bites relies on the use of insecticides, but their efficacy is threatened by the spread of resistance mechanisms among vector populations. In this context, repellents are a promising tool for reducing both mosquito nuisance and infection risk. Among them, DEET (N, N-diéthyl-3-méthylbenzamide) has proven great efficacy both in laboratory and field experiments. Despite this, repellents, are still used from an empirical way and their mode of action remains poorly understood. The aim of the present project was to: i) participate to the evaluation of the potential of integration of the DEET repellent in mosquito control, ii) measure the impact of mosquito physiological parameters of epidemiological relevance such as experience, age and infection, on the efficacy of repellents and insecticides, and iii) quantify the impact of repellents and insecticides on mosquito life-history traits. Experiments were performed on Anopheles gambiae and Aedes albopictus, vectors of the malaria parasite and of arboviruses such as dengue, respectively. Our results allowed to demonstrate that mosquito physiological state influences the efficacy of control tools; first, after successfully obtaining a blood meal in contact with permethrin, mosquitoes carrying kdr mutation are no longer inhibited by this compound at the subsequent exposure, at the recommended dose for net impregnation and under our experimental design. On the contrary, a first blood meal obtained in presence of DEET does not affect its efficacy at the following exposure. Then, DEET appeared to be more efficient against old mosquitoes that against younger ones, and results are consistent in the two species, independently of the insecticide resistance status. Besides, efficacy of DEET and deltamethrin is not modified when mosquitoes are infected with Plasmodium falciparum. However, an increased mortality was observed in anopheles when infected with transmissible stages (i.e. sporozoites), independently of chemical exposure, which suggest a cost of infection and seems to be “replicate-dependent”. Finally, DEET produces a long-term impact on mosquito fecundity and fertility, which is not observed with permethrin under our protocol. These results give insights to redefine the priorities in mosquito control programs, in order to specifically targeting mosquitoes that are the most susceptible to transmit pathogens. These observations also underline the need for considering both mosquito physiological state and the long-term impact of repellents and insecticides during the evaluation of control tools.
Les maladies transmises par les moustiques représentent une menace permanente en santé publique. La principale mesure pour protéger les populations contre les piqûres infectieuses repose actuellement sur l’utilisation d’insecticides, mais celle-ci est menacée par la propagation des mécanismes de résistance au sein des populations de moustiques. Dans ce contexte, les répulsifs représentent un outil de choix pour réduire à la fois les nuisances provoquées par les moustiques et le risque d’infection. Parmi eux, le DEET (N, N-diéthyl-3-méthylbenzamide) a prouvé une efficacité remarquable aussi bien lors d’expérimentations en laboratoire que sur le terrain. Malgré cela, les répulsifs ont toujours été utilisés de manière empirique, et leur mode d’action reste très mal connu. Le but de ce projet de thèse a été : i) de participer à l’évaluation du potentiel d’intégration du répulsif DEET dans la lutte antivectorielle, ii) de mesurer l’impact de paramètres physiologiques du moustique d’intérêt épidémiologique tels que l’expérience, l’âge et l’infection sur l’efficacité des méthodes de lutte, répulsifs et insecticides pyréthrinoïdes et iii) de quantifier l’impact des répulsifs et insecticides sur les traits d’histoire de vie des moustiques. Les expériences ont été réalisées sur Anopheles gambiae et Aedes albopictus, respectivement vecteurs de l’agent du paludisme et d’arbovirus tels que le virus de la dengue. Nos résultats ont permis de démontrer que l’état physiologique du moustique influe sur l’efficacité des méthodes de lutte ; premièrement, les moustiques porteurs de la mutation kdr ayant obtenu un repas de sang en contact avec de la perméthrine ne sont plus irrités par ce composé lors d’une seconde exposition, dans les conditions testées et à une dose recommandée pour l’imprégnation de moustiquaires. Au contraire, un repas de sang obtenu en présence DEET n’a pas affecté l’efficacité de ce composé à inhiber un repas de sang à l’exposition suivante. Ensuite, le DEET s’est montré plus efficace chez les moustiques âgés que chez les moustiques jeunes, et les résultats sont similaires chez les deux espèces et indépendants du statut de résistance aux insecticides. D’autre part, l’efficacité de la deltaméthrine et du DEET ne sont pas modifiés lorsque les moustiques sont infectés par le parasite Plasmodium falciparum. Cependant, une augmentation de la mortalité a été observée chez les femelles anophèles infectées au stade sporozoites lors de certaines expérimentations, indépendamment du traitement chimique de la moustiquaire, et suggère un coût de l’infection « réplicat-dépendant ». Enfin, le DEET génère un impact au long terme sur la fécondité et la fertilité des moustiques, effets qui ne sont pas observés dans notre protocole pour la perméthrine. Ces résultats donnent donc des pistes pour redéfinir les priorités dans les programmes de lutte, afin de cibler en premier lieu les moustiques les plus à même de transmettre des pathogènes. Ils soulignent également la nécessité de considérer à la fois l’état physiologique du moustique et l’impact sur le long terme des insecticides et répulsifs lors de l’évaluation des outils de lutte.
Origine : Version validée par le jury (STAR)