A significant increase in kdr in Anopheles gambiae is associated with an intensive vector control intervention in Burundi highlands

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Abstract

Objectives and Methods

In Burundi, the occurrence of the knock down resistance (kdr) mutation in Anopheles gambiae sensu lato (s.l.) was determined for six consecutive years within the framework of a vector control programme. Findings were also linked with the insecticide resistance status observed with bioassay in An. gambiae s.l. and An. funestus.

Results

The proportion of An. gambiae s.l. carrying the East Leu-Ser kdr mutation was 1% before the spraying intervention in 2002; by 2007 it was 86% in sprayed valleys and 67% in untreated valleys. Multivariate analysis showed that increased risk of carrying the kdr mutation is associated with spraying interventions, location and time. In bioassays conducted between 2005 and 2007 at five sites, An. funestus was susceptible to permethrin, deltamethrin and DDT. Anopheles gambiae s.l. remained susceptible or tolerant to deltamethrin and resistant to DDT and permethrin, but only when kdr allele carriers reached 90% of the population.

Conclusions

The cross-resistance against DDT and permethrin in Karuzi suggests a possible kdr resistance mechanism. Nevertheless, the homozygous resistant genotype alone does not entirely explain the bioassay results, and other mechanisms conferring resistance cannot be ruled out. After exposure to all three insecticides, homozygote individuals for the kdr allele dominate among the surviving An. gambiae s.l. This confirms the potential selection pressure of pyrethroids on kdr mutation. However, the high occurrence of the kdr mutation, even at sites far from the sprayed areas, suggests a selection pressure other than that exerted by the vector control programme.

Objectifs et méthodes

Au Burundi, l'apparition de la mutation de résistance (kdr) chez Anopheles gambiae sensu lato (s.l.) a été déterminée sur six années consécutives dans le cadre d'un programme de lutte contre le vecteur. Les résultats ont également été comparés au statut de résistance aux insecticides observé d'après le test biologique chez An. gambiae s.l. et An. funestus.

Résultats

La proportion d'An. gambiae s.l. portant la mutation Est kdr Leu-Ser était de 1% avant l'intervention par pulvérisation en 2002. En 2007, elle était de 86% dans les vallées pulvérisées et 67% dans les vallées non traitées. Une analyse multivariée a montré que l'augmentation du risque de porter la mutation kdr est associée aux interventions par pulvérisation, le lieu et la période. Dans des tests biologiques menés entre 2005 et 2007 dans cinq sites, An. funestusétait sensible à la perméthrine, au deltaméthrine et au DDT. An. gambiae s.l. est resté sensible ou tolérant au deltaméthrine et résistant à la perméthrine et au DDT, mais seulement lorsque les porteurs d'allèle kdr représentaient 90% de la population.

Conclusions

La résistance croisée au DDT et à la perméthrine à Karuzi suggère un possible mécanisme de résistance kdr. Néanmoins, le génotype résistant homozygote seul ne suffit pas à expliquer entièrement les résultats du test biologique, et d'autres mécanismes conférant la résistance ne peuvent pas être exclus. Après exposition à l'ensemble des trois insecticides, les individus homozygotes pour l'allèle kdr dominaient parmi les survivants An. gambiae s.l. Cela confirme le potentiel de la pression de sélection des pyréthroïdes sur la mutation kdr. Toutefois, la fréquence de la mutation kdr, même dans des sites éloignés des zones pulvérisées, suggère une pression de sélection autre que celle exercée par le programme de lutte contre les vecteurs.

Objetivos & Métodos

En Burundi, la ocurrencia de la mutación knock-down resistance (kdr) en Anopheles gambiae sensu lato (s.l.) se determinó durante seis años consecutivos dentro del contexto de un programa de control vectorial. Los hallazgos se relacionaron también con el estatus de resistencia a insecticidas observado en un bioensayo con An. gambiae s.l. y An. funestus.

Resultados

La proporción de An. gambiae s.l. con una mutación kdr East Leu-Ser fue del 1% antes de la intervención de rociamiento del 2002; en el 2007 era del 86% en valles en los que se había rociado y del 67% en valles sin tratar. Un análisis multivariado demostró que el riesgo aumentado de poseer una mutación kdr estaba asociado a las intervenciones de rociamiento, locación y tiempo. En bioensayos conducidos entre el 2005 y 2007 en cinco lugares diferentes, An. funestus era susceptible a permetrina, deltametrina y DDT. An. gambiae s.l. se mantenía susceptible o tolerante a deltametrina y resistente a DDT y permetrina, pero solo cuando los portadores del alelo kdr componían un 90% de la población.

Conclusiones

La resistencia cruzada entre DDT y permetrina observada en Karuzi sugiere un posible mecanismo de resistencia kdr. Sin embargo, el genotipo homocigoto resistente por si solo no explica por completo los resultados del bioensayo, y otros mecanismos que confieren resistencia no pueden ser excluidos. Después de la exposición a los tres insecticidas, los individuos homocigotos para el alelo kdr se convirtieron en dominantes en la población de An. gambiae s.l. superviviente. Esto confirma la presión de selección que potencialmente ejercen los piretroides sobre la mutación kdr. Sin embargo, la frecuencia de la mutación kdr, aún en lugares lejanos a las áreas rociadas, sugiere una presión de selección diferente a la ejercida por el programa de control vectorial.

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