Exploration d'options alternatives de distribution d'insecticides dans un « leurre domestique mortel » pour la lutte contre les vecteurs du paludisme

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 4820 (2023) Citer cet article

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Le In2Care EaveTube est une modification de la maison conçue pour bloquer et tuer les moustiques porteurs du paludisme à l'aide d'un filet électrostatique traité avec de la poudre insecticide. Une étude précédente a démontré la durée prolongée de l'action efficace des filets électrostatiques imprégnés d'insecticide dans un cadre semi-terrain. Dans le cadre d'un essai contrôlé randomisé (CRT) en grappes de l'intervention EaveTube en Côte d'Ivoire, nous avons étudié l'efficacité résiduelle d'un insecticide pyréthroïde déployé dans les EaveTubes dans des conditions d'utilisation villageoises. Nous avons également exploré la portée de l'utilisation des technologies existantes de contrôle du paludisme, y compris les LLIN et l'IRS, comme méthodes alternatives pour administrer des insecticides dans le leurre domestique mortel. L'efficacité de la bêta-cyfluthrine a été surveillée au fil du temps à l'aide de la méthode « essai biologique en tube avant-toit ». La mortalité des moustiques Anopheles gambiae résistants aux pyréthroïdes exposés à la bêta-cyfluthrine était > 80 % après 4 mois. L'impact (mortalité des moustiques) des tubes en PVC recouverts de pyrimiphos méthyle était similaire à celui de l'insert traité à la bêta-cyfluthrine (66,8 contre 62,8 %) dans les expériences de libération-recapture dans des huttes expérimentales. L'efficacité était significativement plus faible avec toutes les MILD testées ; cependant, le toit de PermaNet 3.0 a induit une mortalité des moustiques significativement plus élevée (50,4 %) par rapport aux MILD Olyset Plus (25,9 %) et Interceptor G2 (21,6 %). L'efficacité des méthodes d'administration alternatives a été de courte durée, la mortalité diminuant en dessous de 50 % en 2 mois dans les bioessais d'activité résiduelle. Aucun des produits testés n'est apparu supérieur aux traitements en poudre. Des recherches supplémentaires sont donc nécessaires pour identifier les options d'administration d'insecticides appropriées dans EaveTube pour la lutte contre les vecteurs du paludisme.

Les principales méthodes de lutte contre les vecteurs du paludisme actuellement utilisées sont les moustiquaires imprégnées d'insecticide de longue durée (MILD) et la pulvérisation intradomiciliaire à effet rémanent (IRS). Ces méthodes préviennent la transmission des maladies en ciblant les comportements des moustiques qui se produisent à l'intérieur des maisons, à savoir l'alimentation sanguine et le repos1,2. Même si ces stratégies ont contribué à la majeure partie de la réduction récente du fardeau du paludisme en Afrique subsaharienne3, la maladie reste un problème de santé publique important, faisant environ un demi-million de morts chaque année4. De nouveaux outils ciblant les moustiques qui survivent à l'exposition aux surfaces traitées aux insecticides5 et ceux qui piquent en dehors des heures de sommeil et à l'extérieur6 sont nécessaires pour tirer parti des gains récents et atteindre l'objectif de contrôle défini dans la Stratégie technique mondiale de l'Organisation mondiale de la santé (OMS)7.

Une meilleure compréhension de l'écologie et du comportement des moustiques8 pourrait éclairer la conception de nouvelles stratégies de contrôle. Il est prouvé que les vecteurs africains du paludisme ont une forte préférence pour l'utilisation des avant-toits (l'espace entre le toit et le mur) que l'on trouve dans de nombreuses maisons africaines traditionnelles comme point d'entrée. Ce comportement offre des opportunités de lutte antivectorielle ; par exemple, les moustiques à la recherche d'un hôte pourraient être empêchés d'entrer dans les maisons en bloquant les avant-toits et autres ouvertures dans les murs de la maison9,10. Les preuves d'un certain nombre d'essais contrôlés observationnels et randomisés suggèrent que les modifications de la maison qui empêchent l'entrée des moustiques sont associées à une réduction des piqûres de moustiques à l'intérieur et de la transmission du paludisme11,12,13,14. Bien que l'amélioration des logements ait contribué à l'élimination du paludisme dans les pays développés, son potentiel en tant qu'outil de lutte antivectorielle reste largement sous-exploité en Afrique. Cependant, on s'intéresse de plus en plus à l'ajout d'améliorations domiciliaires à l'arsenal actuel de lutte contre le paludisme15.

Alors que le blocage des avant-toits des maisons empêche l'entrée des moustiques, la forte affinité que les moustiques ont pour cette ouverture signifie qu'elle peut être ciblée pour un traitement insecticide. In2care EaveTube est une intervention de modification de la maison classée de manière générique comme un "leurre mortel pour la maison" (https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/274451/WHO-CDS-VCAG-2018.03-eng.pdf) par le Groupe consultatif de l'OMS sur la lutte contre les vecteurs (VCAG). L'intervention d'EaveTube consiste à prendre des sections de tuyau en plastique et à les équiper d'un insert grillagé et à les installer dans un espace d'avant-toit fermé. L'insert de filet électrostatique placé à l'intérieur du tube est traité avec une formulation de poudre insecticide qui délivre une dose mortelle aux moustiques lorsqu'ils tentent d'entrer dans les maisons pour se nourrir de sang. Ainsi, le leurre domestique mortel, dans ce cas, consiste en un composant physique composé d'un insert de filet (bloquant l'entrée des moustiques) et d'un composant chimique (insecticide) utilisé pour traiter le filet. Le potentiel des avant-toits, combinés à l'amélioration générale de la maison pour bloquer l'entrée des moustiques (par exemple, combler les vides dans les avant-toits, protéger les fenêtres, réparer les portes, etc.) pour contrôler les vecteurs du paludisme et réduire la transmission a été démontré dans un certain nombre d'études de semi-terrain et de modélisation12,13,16,17,18. En outre, un récent essai contrôlé randomisé en grappes a démontré une réduction de 38 % de l'incidence du paludisme chez les enfants vivant dans des maisons équipées d'EaveTubes In2Care plus un dépistage à domicile, en plus d'une moustiquaire à base de pyréthroïdes standard, dans une zone de transmission élevée du paludisme et de résistance aux pyréthrinoïdes du centre de la Côte d'Ivoire19.

L'insert à l'intérieur de l'In2Care EaveTube est doté d'un revêtement électrostatique spécial qui améliore la biodisponibilité des insecticides formulés en poudre sur la surface du filet20. Les preuves issues de travaux antérieurs montrent que divers ingrédients actifs et formulations peuvent être déployés sur un filet électrostatique avec de bons résultats lorsqu'ils sont fraîchement appliqués20, mais seule la bêta-cyfluthrine pyréthrinoïde a été efficace sur une période prolongée (9 mois)16, bien que cette mesure de l'activité résiduelle ait été obtenue dans des conditions contrôlées.

Bien que les moustiquaires électrostatiques traitées avec un insecticide aient un potentiel pour contrôler les moustiques résistants aux insecticides, il est possible d'exploiter des technologies alternatives de distribution d'insecticides, y compris les MILDA de nouvelle génération et les insecticides IRS pour obtenir un effet similaire lorsqu'ils sont insérés ou appliqués dans un système de distribution en forme de tube d'avant-toit21. De nouvelles MILD arrivent sur le marché, traitées avec un mélange d'un pyréthrinoïde et d'un synergiste (butoxyde de pipéronyle (PBO)22,23,24,25), d'un régulateur de croissance des insectes (pyriproxyfène (PPF)26,27,28) ou d'un insecticide à base de pyrrole (chlorfénapyr29,30,31,32). De même, il existe de nouveaux produits PID formulés avec l'insecticide organophosphoré pirimiphos méthyl33, le néonicotinoïde clothianidine34 ou le méta-diamide broflanilide35. Ces nouveaux produits sont efficaces contre les moustiques résistants aux pyréthrinoïdes et pourraient donc en principe être déployés comme leurre domestique mortel dans les zones où vivent des vecteurs résistants aux pyréthrinoïdes. La capacité de production et de déploiement de produits de type PID et LLIN est également bien établie et, par conséquent, l'exploitation de ces technologies pourrait faciliter la mise en œuvre à grande échelle de l'approche.

La présente étude visait à étudier : (1) l'activité résiduelle des inserts In2Care EaveTube traités aux pyréthrinoïdes dans des conditions de terrain, et (2) la preuve de principe d'autres moyens d'administrer des insecticides dans un leurre domestique mortel, soit en utilisant des filets de moustiquaires de nouvelle génération, soit en trempant le tube dans des solutions insecticides.

Des expériences ont été menées avec des moustiques Anopheles gambiae sensu lato (sl) collectés autour de Bouaké, au centre de la Côte d'Ivoire. Cette population de moustiques présente une prévalence élevée de résistance aux principales classes d'adulticides contre les moustiques, y compris les pyréthrinoïdes36,37,38. Les moustiques ont été collectés sous forme de larves dans les sites de reproduction en utilisant la méthode de trempage et élevés jusqu'à l'âge adulte dans un insectarium dans des conditions de température et d'humidité contrôlées (27 ± 2 ° C, 60 ± 20% HR). Les larves ont été nourries avec de la nourriture pour bébés poissons Tetramin moulue. Les moustiques adultes émergeant des pupes ont été placés dans des cages en filet de 30 cm x 30 cm et maintenus sur une solution de miel à 10 % jusqu'au test.

Cette évaluation a été réalisée dans le cadre d'un essai contrôlé randomisé (ERC) en grappes dans le centre de la Côte d'Ivoire. Quarante villages ont été sélectionnés pour le CRT avec la moitié affectée au dépistage des ménages plus EaveTubes (SET) et l'autre moitié comme témoins39. Tous les villages ont reçu de nouvelles MILDA, l'objectif du CRT était donc de déterminer si le SET offrait un avantage protecteur supplémentaire contre la transmission du paludisme en plus des MILDA. La bêta-cyfluthrine a été sélectionnée pour le CRT car ce produit était enregistré pour une utilisation dans le pays et les résultats d'une étude précédente indiquaient une activité de longue durée (> 9 mois) de ce pyréthrinoïde sur les inserts EaveTube électrostatiques dans des conditions contrôlées de semi-terrain16.

Les inserts installés sur les maisons des 20 villages d'intervention ont été traités à la machine par In2care avec une formulation de poudre mouillable non diluée de 10 % de bêta-cyfluthrine (Tempo 10, Bayer). La dose d'insecticide appliquée était de l'ordre de 300 à 500 mg par insert.

Pour surveiller l'efficacité des inserts traités dans des conditions de terrain dans de vraies maisons, l'activité résiduelle a été testée mensuellement en utilisant un sous-échantillon d'inserts des villages d'étude en utilisant la méthode d'essai biologique par tube d'avant-toit.

La procédure de ce bioessai a été décrite en détail dans Oumbouke et al.16. En bref, le test comprend un tube en plastique de 20 cm de long contenant un insert tel qu'il affleure à une extrémité du tube et les moustiques sont introduits dans le tube par l'extrémité opposée, qui est équipée d'un filet non traité pour garder les moustiques à l'intérieur du tube. Une bouteille en plastique de 1,5 L remplie d'eau chaude et enveloppée dans des chaussettes portées la nuit précédente a été placée derrière l'insert et a servi de repère hôte. Les moustiques attirés par la chaleur et les odeurs entrent alors en contact avec l'insert chargé d'insecticide. Le test du tube d'avant-toit est similaire au test de la bouteille MCD décrit précédemment40 en ce que les deux imitent l'interaction entre les moustiques à la recherche d'un hôte et les surfaces traitées à l'insecticide. Pour augmenter l'activité de recherche d'hôte, les moustiques ont été privés de sucre pendant 6 h avant le test. Environ 100 moustiques par lots de 20 à 25 ont été exposés pendant 1 h dans le test biologique du tube d'avant-toit. Après exposition, les moustiques ont été relâchés dans des cages en filet et ont reçu une solution de miel à 10 % et la mortalité a été notée après 24 h.

Quatre inserts traités à la bêta-cyfluthrine ont été prélevés chaque mois dans chaque village EaveTube pour être testés. Le nombre d'inserts testés était basé sur les contraintes logistiques sur le terrain. Des tests de bioefficacité ont été effectués mensuellement jusqu'à ce que l'activité diminue en dessous de 80 % de mortalité, moment auquel tous les inserts dans les villages ont été remplacés par des inserts fraîchement traités.

Il a été démontré que les filets électrostatiques en tube imprégnés d'insecticide produisaient une réduction significative de la survie nocturne des moustiques lors d'études précédentes en semi-terrain12,16,17,18. Les expériences décrites ici explorent des alternatives aux filets électrostatiques pour la distribution d'insecticides dans ce système. Les méthodes de livraison suivantes ont été testées dans des cases expérimentales entourées d'enclos (Fig. 1) à la station de terrain de M'bé près de Bouaké, au centre de la Côte d'Ivoire :

(A) Style de hutte expérimentale ouest-africaine à la rizière de M'Be, centre de la Côte d'Ivoire, (B) Hutte expérimentale ouest-africaine équipée de tubes d'avant-toit et entourée d'une enceinte.

Les inserts In2Care EaveTube (In2Care, Pays-Bas) recouverts d'une formulation de poudre mouillable non diluée de 10 % de bêta-cyfluthrine (Tempo 10, Bayer) servent de contrôle positif. La dose d'insecticide appliquée était de l'ordre de 300 à 500 mg par insert.

PermaNet 3.0 est une moustiquaire insecticide longue durée fabriquée par Vestergaard SA (Suisse). Le panneau supérieur, qui a été testé dans la présente étude, est constitué d'un tissu en polyéthylène monofilament (100 deniers) et traité avec un mélange de deltaméthrine pyréthrinoïde à 4 g/kg et de butoxyde de pipéronyle synergiste (PBO) à 25 g/kg. Les panneaux latéraux (non testés ici) sont en tissu polyester multifilaments (75 deniers) avec une partie inférieure renforcée incorporée à la deltaméthrine à 2,8 g/kg.

Olyset Plus est une moustiquaire insecticide longue durée fabriquée par Sumitomo Chemical (Japon). Le filet est fait de fil de polyéthylène monofilament haute densité de 150 deniers incorporant un mélange de perméthrine pyréthroïde à 20 g/kg et de PBO à 10 g/kg sur tous les panneaux du filet.

Interceptor G2 est un filet longue durée fabriqué par BASF (Allemagne). La moustiquaire est une moustiquaire à double action composée de fibres de polyester multifilaments tricotées incorporant un mélange de pyréthrinoïde alpha-cyperméthrine à 2,4 g/kg et d'insecticide pyrrole chlorfénapyr à 4,8 g/kg.

L'organophosphate pyrimiphos méthyl est un insecticide recommandé par l'OMS et largement utilisé dans les campagnes de PID. La formulation en suspension de capsule de pirimiphos méthyl (Actellic CS, Bâle, Suisse) a été testée dans la présente étude.

La performance semi-terrain des traitements alternatifs par tube a été testée dans deux huttes expérimentales à la station de terrain de M'bé, près de Bouaké, au centre de la Côte d'Ivoire. Les cases sont de conception ouest-africaine41, 3,25 m de long, 1,76 m de large et 2 m de haut. Les murs intérieurs des cabanes sont en briques de béton, avec un toit en tôle ondulée. Une couverture en plastique a été apposée sur la toiture en guise de plafond. Chaque hutte a été construite sur une base en béton avec un fossé rempli d'eau, pour empêcher les prédateurs invertébrés de s'attaquer aux moustiques morts ou renversés. Un certain nombre de modifications ont été apportées aux huttes pour ces expériences : (1) six trous ont été percés au niveau de l'avant-toit (à 1,7 m du sol) sur trois côtés de la hutte (deux trous de chaque côté), (2) des tubes imprégnés d'insecticide ont été insérés dans les trous, (3) un enclos a été construit autour de chaque hutte pour permettre la recapture des moustiques à l'extérieur de la hutte (Fig. 1). L'enclos semi-terrain est constitué d'une charpente en bois érigée sur le socle en béton, à 50 cm du mur extérieur de la case. Le toit était fait de bâches en plastique qui s'étendaient au-delà du bord de l'enceinte comme un surplomb pour empêcher la pluie d'entrer. La moitié inférieure du cadre était constituée de panneaux de bois et la moitié supérieure était recouverte d'un grillage en polyéthylène. Des bâches en plastique blanc ont été installées sur le sol de l'enclos pour faciliter le ramassage des moustiques morts. Une porte d'accès à fermeture à glissière a été positionnée sur le devant de la hutte pour permettre l'entrée et la sortie de l'enceinte.

Dans la première expérience, six échantillons de moustiquaire de 30 cm × 30 cm ont été découpés dans les MILD et placés dans des tubes dans une hutte expérimentale (l'intervention). Six morceaux de filet non traité de la même taille ont été placés dans la deuxième cabane expérimentale, située à 50 m (le témoin). Les échantillons de filets ont été découpés dans Olyset Plus et Interceptor G2 et dans le panneau de toit de PermaNet 3.0 et évalués à différentes occasions.

Dans une seconde expérience, des tubes ont été plongés dans une solution aqueuse de pyrimiphos méthyle à 10 g/m2. Les tubes ont été traités en roulant un tube à la fois dans une solution insecticide pendant 5 min et ensuite laissés sécher pendant 24 h avant le test. Les tubes traités avec du pirimiphos méthyl ont été criblés avec un filet non traité (l'intervention). Une cabane témoin équipée d'un tube non traité contenant un filet non traité a été testée en parallèle (le témoin). Dans la troisième expérience, six inserts fraîchement traités avec de la bêta-cyfluthrine ont été installés dans une hutte expérimentale (l'intervention) et six inserts non traités ont été placés dans des tubes dans une deuxième hutte expérimentale (le contrôle).

Deux volontaires adultes ont été recrutés pour dormir dans les huttes. Les dormeurs volontaires tournaient entre les huttes des nuits consécutives pour tenir compte de toute différence potentielle d'attractivité pour les moustiques. Les volontaires sont entrés dans la cabane à 20h00 et ont dormi sous des moustiquaires intactes non traitées. Environ 100 femelles de 5 jours An. des moustiques gambiae ont été relâchés dans chaque enclos chaque nuit de libération 15 min après que les dormeurs soient entrés dans leurs huttes respectives. Les moustiques ont été recapturés le lendemain à 05h00 à l'intérieur de l'enclos. Les moustiques collectés ont été ramenés au laboratoire de l'Institut Pierre Richet (IPR) de Bouaké en Côte d'Ivoire pour un scoring de mortalité immédiate. Les moustiques survivants ont reçu une solution de miel à 10 % et toute mortalité retardée a été notée jusqu'à 72 h plus tard.

Les preuves d'études semi-terrain précédentes suggèrent que le tube insecticide produit une réduction d'environ 50% de la survie des moustiques pendant la nuit12,13,16,17. Sur cette base, le nombre de nuits de libération nécessaires pour détecter une réduction de 50 % de la survie avec une puissance de 80 % et un niveau de signification de 5 % a été déterminé pour chaque traitement dans le logiciel R à l'aide du package "pwr". Huit répétitions de libération-recapture ont été effectuées pour chaque traitement, ce qui, selon le calcul de la taille de l'échantillon, était supérieur au nombre requis pour démontrer la taille d'effet attendue.

Des tests de sensibilité aux insecticides ont été effectués pour mesurer la sensibilité aux actifs constitutifs des MILD et au pyrimiphos méthyl dans l'An local. population de moustiques gambiae. Des concentrations discriminantes des pyréthroïdes deltaméthrine (0,05 %), perméthrine (0,75 %), alpha-cyperméthrine (0,05 %) et pyrimiphos méthyle (0,25 %) ont été testées dans des cylindres de l'OMS conformément aux directives de l'OMS. Une concentration plus élevée de pyrimiphos méthyle (1 %) a également été testée dans des essais. Des essais synergistes ont été réalisés en pré-exposant les moustiques au PBO, qui neutralise l'activité des cytochromes P450 impliqués dans le métabolisme des pyréthrinoïdes chez les moustiques. En raison de problèmes de stabilité avec le chlorfénapyr sur du papier filtre, des essais biologiques en bouteille adaptés du Center of Disease and Control (CDC) ont été utilisés pour mesurer la résistance au chlorfénapyr. Les flacons ont été enduits de chlorfénapyr à la dose discriminante de 50 µg/mL42. Quatre répliques de 25 moustiques femelles (nourries au sucre, âgées de 2 à 3 jours) ont été exposées pendant 1 h à des papiers ou des bouteilles imprégnées d'insecticide. La mortalité a été enregistrée 24 h (pyréthrinoïdes) et 72 h (chlorfénapyr) post-exposition. Les moustiques du lot témoin ont été retenus pendant 72 h avant de noter la mortalité.

L'activité résiduelle des méthodes de distribution alternatives les plus performantes (toit PermaNet 3.0 et tube en PVC revêtu de pyrimiphos méthyle) dans les expériences de libération-recapture a été évaluée.

Quatre morceaux de 30 cm x 30 cm de filet PermaNet 3.0 et quatre tubes en PVC traités avec du pyrimiphos méthyle à des doses de 1 g/m2 et 10 g/m2 ont été testés à l'aide des tests de tube d'avant-toit décrits précédemment16. Des tests ont été effectués sur les morceaux de filet et les tubes traités à intervalles mensuels. Pour évaluer la dégradation de l'IA dans des conditions réalistes, les morceaux de LLIN (installés dans des tubes) et les tubes traités par IRS ont été stockés entre les tests dans des trous percés au niveau de l'avant-toit dans une cabane expérimentale de l'institut. Quatre répliques de 25 moustiques âgés de 5 jours, affamés de sucre pendant 6 heures et non nourris au sang, ont été testés pour chaque essai biologique. Les moustiques d'intervention et de contrôle ont été surveillés jusqu'à 72 h avant de noter la mortalité post-exposition.

Lorsque la mortalité a chuté en dessous de 50 %, les échantillons de filets ont été lavés une fois et retestés dans les essais biologiques du tube d'avant-toit. Le lavage des filets a été effectué conformément aux directives de l'OMS43. Brièvement, les pièces ont été lavées individuellement pendant 10 min dans une solution savonneuse (savon de Marseille à 2 g/L d'eau déminéralisée) à l'aide d'un bain agitateur réglé à 155 mouvements/min et à 30 °C. Les échantillons ont ensuite été rincés deux fois à l'eau claire pendant 10 min et laissés à sécher pendant 3 à 4 h. Les échantillons de moustiquaires lavés n'ont été testés qu'après régénération complète de l'ingrédient actif (1 jour)44.

La teneur en deltaméthrine et en butoxyde de pipéronyle a été déterminée dans le panneau de toit du filet PermaNet 3.0 non lavé au mois 0 et dans les échantillons lavés au mois 2. L'extraction de la deltaméthrine et du PBO a été réalisée à l'aide de la méthode CIPAC45. Les deux composés ont été extraits par reflux avec du xylène pendant 30 min en présence de phtalate de dioctyle comme étalon interne et d'acide citrique. Les concentrations de deltaméthrine et de PBO ont ensuite été mesurées par chromatographie en phase gazeuse avec détection par ionisation de flamme (GC-FID).

Toutes les analyses statistiques ont été effectuées à l'aide du logiciel R version 3.5.3. Les données d'efficacité résiduelle entre les traitements ont été analysées à l'aide de modèles linéaires généralisés (GLM) avec le package "bras". Les modèles incluaient les traitements insecticides comme variable indépendante et la mortalité des moustiques comme résultat. Les interactions entre les insecticides et l'intervalle entre les tests d'efficacité résiduelle ont également été incluses dans les modèles. Des comparaisons par paires ont été effectuées avec le modèle final en utilisant le package "multcomp". Pour les expériences de libération-recapture, des modèles mixtes linéaires généralisés (GLMM) avec une distribution binomiale et une fonction de lien logit ont été ajustés aux données à l'aide du package "lme4". Les modèles incluaient le traitement comme effet fixe. Les nuits d'étude de l'enclos, des traverses et de la libération-recapture ont été traitées comme des effets aléatoires. La signification de l'effet fixe dans le modèle a été testée à l'aide du test du rapport de vraisemblance (LRT). Les données d'essai biologique de sensibilité ont été analysées à l'aide d'un test de χ 2 carrés avec correction de continuité de Yates.

L'autorisation éthique de l'étude a été obtenue auprès du comité d'éthique de la London School of Hygiene and Tropical Medicine et du Comité national d'éthique de Côte d'Ivoire. Les dormeurs de hutte étaient tous des hommes et > 18 ans. Un consentement éclairé écrit a été obtenu de tous les dormeurs volontaires participant à l'étude avant les expériences de libération-recapture. Toutes les expériences ont été réalisées conformément aux directives nationales et internationales pertinentes.

La bioefficacité et l'activité résiduelle des inserts traités à la bêta-cyfluthrine collectés dans les villages d'étude sont présentées à la Fig. 2. Cinq cycles de retraitements d'inserts ont été effectués au cours des deux années de l'essai contrôlé randomisé en grappes. La mortalité des moustiques résistants aux pyréthrinoïdes exposés aux inserts traités à la bêta-cyfluthrine lors des deux premiers cycles de traitement était généralement < 80 % dans les trois mois suivant le traitement (Fig. 2). Cependant, la bêta-cyfluthrine est apparue plus durable lors des cycles suivants, tuant plus de 80% des An locaux résistants aux pyréthrinoïdes. gambiae pendant la période de surveillance de 4 mois.

Mortalité moyenne des An. résistants aux pyréthroïdes. gambiae exposés à des inserts traités à la bêta-cyfluthrine récupérés dans des villages d'essai. Les barres représentent la mortalité moyenne pour les 20 villages EaveTubes. Le rond indique le cycle de retraitement de l'insert effectué pendant l'essai Eave Tubes ; Round1 a eu lieu entre mars 2017 et mai 2017, Round2 : juillet 2017-août 2017 ; Tour 3 : décembre 2017 à janvier 2018 ; Cycle 4 : avril 2018 à mai 2018 et cycle 5 : octobre 2018 à novembre 2018. Les barres d'erreur indiquent des intervalles de confiance à 95 %.

Les taux de mortalité d'An. gambiae exposés aux concentrations discriminantes des ingrédients actifs dans PermaNet 3.0, Interceptor G2, Olyset Plus et au pyrimiphos méthyl sont présentés à la Fig. 3. La mortalité avec les insecticides pyréthrinoïdes était inférieure à 25%, indiquant une forte prévalence de résistance à cette classe d'insecticide. La pré-exposition au PBO a entraîné une augmentation significative de la mortalité chez les An. résistants aux pyréthrinoïdes. gambiae, de 17 à 38 % avec la perméthrine (χ21 = 10,69, P = 0,001) et de 23 à 95 % avec la deltaméthrine (χ21 = 107,8, P < 0,001). Alors qu'An. gambiae ont montré une résistance élevée à la concentration discriminante de 0,25 % de pirimiphos méthyle (54,7 % de mortalité), la sensibilité effective a été restaurée (100 % de mortalité) lorsque la dose a été multipliée par quatre à 1 %. Le chlorfénapyr a produit une mortalité de 98 % confirmant la sensibilité à cet insecticide non neurotoxique.

Mortalité (%) d'An sauvages. gambiae sl de Bouaké, Côte d'Ivoire exposés à des insecticides dans des tests biologiques de sensibilité de l'OMS. Les barres d'erreur indiquent les intervalles de confiance à 95 %. *Les tests de sensibilité avec l'insecticide pyrrole chlorfénapyr ont été effectués à l'aide de tests en bouteille CDC.

Les résultats des expériences de libération-recapture pendant la nuit sont résumés dans le tableau 1. Un total de 4774 femelles An. gambiae ont été libérés au cours de la période d'étude de libération-recapture. La proportion de moustiques recapturés était constamment élevée dans toutes les expériences (> 89 % de taux de recapture des moustiques).

Mortalité d'An. gambiae relâchés était significativement plus élevé avec tous les tubes insecticides (21,6–66,8 %), par rapport au tube témoin non traité (< 5 %) (P < 0,001).

Les inserts traités avec 10 % de bêta-cyfluthrine ont tué une plus grande proportion d'An résistants aux pyréthrinoïdes. gambiae (62,8 %) que n'importe lequel des filets de nouvelle génération (P < 0,001). PermaNet 3.0 était la moustiquaire la plus performante, tuant environ la moitié des moustiques recapturés (50,4 %) et la différence de taux de destruction par rapport à Olyset Plus (25,9 %) et Interceptor G2 (21,6 %) était significative (P < 0,001). Bien que la mortalité avec Olyset Plus ait été plus élevée qu'avec Interceptor G2, la différence d'efficacité n'était pas significative (P = 0,35).

La mortalité avec le tube traité à 10 % de pirimiphos méthyle (66,8 %) était plus élevée que toutes les MILD (21,6–50,4 %), P < 0,001) mais ne différait pas significativement de la bêta-cyfluthrine (62,8 %, P = 0,57).

Sur la base des résultats des expériences de libération-recapture, seuls les tubes revêtus de PermaNet 3.0 et de pyrimiphos méthyle ont été évalués davantage pour l'efficacité résiduelle à différents moments (Figs. 4, 5).

Activité résiduelle dans les bioessais ET d'échantillons de filets de PermaNet 3.0 (toit) LN testés contre les moustiques Anopheles gambiae résistants aux pyréthrinoïdes de Bouaké avec 1 h d'exposition et 24 h de récupération. Les barres d'erreur indiquent les intervalles de confiance à 95 %. « Après lavage » correspond aux échantillons nets du Mois 2 lavés 1X.

Activité résiduelle en bioessais ET sur 2 mois de tube PVC enduit de pirimiphos méthyle à 1 g/m2 et 10 g/m2 testé contre les moustiques Anopheles gambiae résistants aux pyréthrinoïdes de Bouaké avec 1 h d'exposition et 24 h de récupération. Les barres d'erreur indiquent les intervalles de confiance à 95 %.

Les échantillons de PermaNet 3.0 LN dans des tubes ont tué une proportion significativement plus élevée d'An. gambiae par rapport à la moustiquaire témoin non traitée (< 5 % de mortalité, Fig. 4). La mortalité avec une nouvelle moustiquaire PermaNet 3.0 était de 98,1 % ; cependant, l'efficacité a diminué de manière significative au fil du temps, jusqu'à 77,8 % au mois 1 (P = 0,005) et 45,2 % au mois 2 (P < 0,001). Le lavage de PermaNet 3.0 après le mois 2 a entraîné une augmentation significative de la mortalité par rapport au PermaNet 3.0 non lavé au mois 2 (de 45,2 à 76,6, P < 0,01).

Les deux doses de pyrimiphos méthyl (0,25 % et 1 %) ont entraîné > 98 % de mortalité chez les An. résistants aux pyréthrinoïdes. gambiae au mois 0 (P = 0,96, Fig. 5). Bien que la dose la plus élevée soit toujours efficace au mois 1 (mortalité > 80 %), il y a eu une diminution significative de l'efficacité de 75 % avec la dose la plus faible (P < 0,01). Au mois 2, l'efficacité avec le pyrimiphos méthyle à 1 % a diminué d'environ 50 % par rapport au mois 0, mais la réduction d'activité était beaucoup plus importante avec le pyrimiphos méthyle à 0,25 % (jusqu'à 86 %). Cela indique une persistance dose-dépendante, la dose la plus élevée de pyrimiphos-méthyl conservant une efficacité résiduelle significativement supérieure sur la période d'essai de 2 mois.

La teneur moyenne en deltaméthrine et en PBO des morceaux de moustiquaire PermaNet 3.0 est présentée dans le tableau 2. La concentration initiale de deltaméthrine (4,09 g/kg) dans PermaNet 3.0 était proche de la dose cible de 4 g/kg ± 25 %. De même, la dose du synergiste PBO (24,1 g/kg) dans PermaNet 3.0 non lavé était proche de la concentration cible de 25 g/kg ± 25 %. La teneur moyenne en deltaméthrine dans le filet PermaNet 3.0 âgé de 2 mois après un lavage était de 3,5 g/kg, ce qui se situait toujours dans la plage de concentration cible (3 à 5 g/kg), bien que la teneur en PBO ait été réduite de moitié (de 24,1 à 11,42 g/kg) (tableau 2).

Avec l'effort international pour identifier de nouvelles approches pour contrôler le paludisme, il y a un intérêt croissant pour la modification des maisons qui pourrait conduire à une réduction du risque de transmission du paludisme. Le In2Care EaveTube est un exemple d'une telle intervention. Il est conçu pour bloquer les points d'entrée des moustiques et tuer les moustiques lorsqu'ils tentent d'entrer dans la maison, en insérant un filet électrostatique imprégné d'insecticide sur leur chemin vers l'intérieur de la maison via l'avant-toit. La présente étude s'appuie sur des travaux antérieurs sur le potentiel de rupture de résistance des filets traités électrostatiquement avec des poudres insecticides dans des conditions de laboratoire et de semi-terrain. L'objectif de l'étude actuelle était de 1) évaluer l'efficacité résiduelle des inserts traités à la bêta-cyfluthrine placés dans des maisons de village habitées dans le cadre du CRT, et de 2) explorer plus avant des technologies alternatives pour administrer des insecticides dans des tubes en utilisant une combinaison d'expériences en laboratoire et semi-terrain.

La bioefficacité et l'activité résiduelle de la bêta-cyfluthrine sur les inserts déployés dans les villages d'essai ont montré une mortalité des moustiques inférieure à 80 % quatre mois après le traitement au cours des deux premiers cycles malgré un impact plus élevé (> 80 %) lors des cycles suivants. Bien que les inserts fraîchement traités aient été bio-efficaces contre les moustiques résistants aux pyréthroïdes, l'activité résiduelle enregistrée dans la présente étude était beaucoup plus courte que dans une étude précédente qui avait montré une mortalité > 80 % pendant plus de 9 mois16. Cette disparité pourrait être due à des différences dans la méthode d'application des insecticides ; les inserts déployés dans les villages d'essai ont été traités à l'aide d'une « machine d'application d'insecticide »39 développée par In2Care, alors que dans l'étude précédente, les inserts étaient traités à la main16. Il est possible que la quantité d'insecticide déposée par traitement mécanique soit inférieure à celle déposée par traitement manuel. Cela semble probable étant donné que le premier cycle d'application était particulièrement médiocre et que l'appareil d'application a ensuite été modifié pour délivrer plus de poudre avec une couverture plus uniforme, et cela semble se refléter dans une persistance améliorée. La courte efficacité résiduelle de l'insert traité à la bêta-cyfluthrine rapportée dans le CRT suggère qu'une fréquence élevée de retraitement insecticide sera nécessaire dans les contextes de transmission du paludisme tout au long de l'année. Pour remédier à la faible efficacité résiduelle, quelques études d'efficacité résiduelle ont récemment été menées pour dépister et identifier les produits ayant une durée d'action efficace plus longue. La poudre de deltaméthrine appliquée à une dose de 5 % s'est avérée fournir un contrôle durable des moustiques anophèles sensibles (100 % de mortalité sur 18 mois)46 et résistants (> 95 % de mortalité sur 12 mois)47 dans les conditions d'utilisation du village.

Alors que les moustiques femelles des vecteurs endophiles du paludisme restent sur les murs des maisons traitées à l'insecticide suffisamment longtemps pour capter une dose mortelle d'insecticide même lorsque des produits chimiques à action lente sont déployés34,48, des preuves issues d'études de tournage montrent que les moustiques qui tentent d'entrer dans les habitations par les avant-toits à la recherche d'un repas de sang passent en moyenne < 5 minutes sur des inserts imprégnés d'insecticide49. Cela suggère que, pour être efficace, l'insecticide dans le tube doit avoir les attributs d'une élimination rapide et d'une toxicité élevée avec la capacité de contrôler les moustiques résistants aux insecticides avec un temps d'exposition de quelques minutes seulement. Le système de distribution d'insecticide actuel utilisé dans la stratégie EaveTube - le revêtement électrostatique - répond à ces critères et il a été démontré qu'il contournait la résistance même dans le scénario d'un temps de contact transitoire grâce à une biodisponibilité améliorée et à un transfert élevé d'insecticide20. Bien que le revêtement électrostatique ait un potentiel de démonstration, le développement de nouveaux insecticides et de nouvelles formulations offre des opportunités pour des méthodes alternatives de distribution d'insecticides dans le leurre domestique mortel. La performance semi-terrain des moustiquaires de MID nouvelle génération et des tubes enduits de pirimiphos méthyle a été évaluée dans des cases expérimentales et comparée à un insert traité à 10% de bêta-cyfluthrine. Le taux de destruction avec la bêta-cyfluthrine (63 %) était dans la même fourchette que les taux de mortalité produits par les tubes traités avec du pyrimiphos méthyl (66,8 %). La mortalité observée était globalement cohérente avec les résultats d'études antérieures sur les EaveTubes traités à l'insecticide menées sur le même site d'étude et en Afrique de l'Est12,13,16,17. Il convient de noter que la mortalité de ~ 50 % induite par ces traitements correspond à la proportion réelle de moustiques femelles en contact avec le tube au cours d'une nuit d'étude de libération-recapture (~ 44 %)16.

Le niveau d'efficacité atteint avec la face supérieure du filet PermaNet 3.0 et le tube traité avec du pirimiphos méthyle (> 50 % de mortalité) dans les expériences de libération-recapture devrait avoir un impact significatif sur la transmission du paludisme selon une récente étude de modélisation mathématique50. Cela suggère qu'un autre mode d'administration d'insecticides, y compris des morceaux de moustiquaire provenant de MILD synergistes et un tube d'avant-toit trempé dans une solution insecticide (pirimiphos méthyle), pourrait être utilisé dans l'approche "Lethal House Lure" pour la lutte contre le paludisme.

Bien que toutes les MILD fraîches de nouvelle génération testées aient été efficaces contre les moustiques femelles résistants aux pyréthrinoïdes dans l'essai semi-terrain, l'ampleur de l'impact était significativement plus faible avec Olyset Plus (perméthrine et PBO) et Interceptor G2 (alpha-cyperméthrine et chlorfénapyr) qu'avec PermaNet 3.0 (deltaméthrine et PBO). La différence entre le toit des moustiquaires PermaNet 3.0 et Olyset Plus est probablement due à la différence des niveaux de toxicité des pyréthroïdes dans les moustiquaires. PermaNet 3.0 est imprégné de deltaméthrine pyréthrinoïde de type II, tandis qu'Olyset Plus est traité avec de la perméthrine pyréthrinoïde de type I. Il est prouvé que les pyréthrinoïdes de type II, qui contiennent un groupe alpha cyano, sont plus toxiques que les pyréthrinoïdes de type I51. Ceci est étayé par les résultats des tests de sensibilité de l'OMS avec la deltaméthrine tuant une proportion significativement plus élevée (95%) de moustiques résistants aux pyréthroïdes pré-exposés au PBO par rapport à la perméthrine (38%). Outre la différence de type de pyréthroïde utilisé dans ces moustiquaires, la dose de PBO dans le toit de PermaNet 3.0 (25 g/kg) est presque trois fois supérieure à celle d'Olyset Plus LN (10 g/kg).

La performance de l'Interceptor G2 à double activité était inattendue compte tenu des preuves antérieures d'études expérimentales en hutte avec des LN IG2 occupés par des humains démontrant une efficacité élevée contre les moustiques sauvages résistants aux pyréthrinoïdes32,52. La sensibilité au chlorfénapyr a été confirmée par des essais biologiques en bouteille du CDC. Cependant, l'efficacité de cet insecticide non neurotoxique dépend de plusieurs facteurs dont la durée d'exposition et l'activité circadienne du moustique30. Le chlorfénapyr est un pro-insecticide qui est converti par les enzymes P450 en sa forme puissante la nuit, lorsque les moustiques sont actifs. Étant donné que les études de libération-recapture ont été menées pendant la nuit, il est peu probable que la faible mortalité observée soit le résultat du fait que le chlorfénapyr n'a pas été métabolisé en sa forme toxique. En revanche, étant donné que l'interaction entre les moustiques chercheurs d'hôte et les tubes est relativement transitoire dans les EaveTubes49,53, il est possible que la durée d'exposition sur le filet de mélange n'ait pas été suffisamment longue pour que les moustiques captent une dose létale de chlorfénapyr ce qui pourrait expliquer la faible mortalité induite par l'Interceptor G2.

L'efficacité résiduelle des alternatives dans les tubes était faible, et aucun des produits n'a montré un contrôle efficace des moustiques résistants aux pyréthrinoïdes au-delà de 2 mois. Le pirimiphos méthyle était de courte durée, même lorsqu'une concentration plus élevée était utilisée. La faible persistance d'Actellic CS rapportée dans la présente étude contraste avec les résultats de huttes expérimentales précédentes et d'essais contrôlés randomisés démontrant une activité résiduelle beaucoup plus longue du pyrimiphos méthyl (mortalité ≥ 75 % pendant ~ 1 an) sur les substrats muraux que l'on trouve couramment dans les maisons rurales africaines33,54. La faible persistance était potentiellement due à la différence de type de substrat (mur de ciment versus tube en plastique). Il se pourrait également que l'accumulation de poussière et des facteurs environnementaux tels que l'humidité, la température et l'exposition aux UV aient contribué à la baisse rapide de l'activité sur les tubes traités55. Le traitement des inserts eux-mêmes, qui se trouvent à l'intérieur des tubes dans l'alignement du côté intérieur du mur de la maison, pourrait potentiellement réduire l'exposition à certains de ces éléments. De plus, quels que soient les défis actuels pour la persistance, il convient de noter que la mortalité due au pyrimiphos méthyle résulte du traitement du tube plutôt que de l'insert. Ces résultats suggèrent qu'il pourrait être possible d'augmenter l'impact des EaveTubes car le traitement à la fois des tubes et de l'insert pourrait augmenter la zone de destruction totale.

L'activité résiduelle des ingrédients actifs dans la nouvelle génération de LN, PermaNet 3.0 (toit), a également été courte avec des taux de mortalité descendant en dessous de 50 % en 2 mois. Étant donné que les moustiquaires ont été directement exposées aux conditions environnementales, il est probable que les mêmes facteurs mentionnés ci-dessus se soient combinés pour dégrader l'insecticide dans les moustiquaires. Le lavage du toit PermaNet 3.0 a entraîné une récupération partielle de l'efficacité, ce qui était cohérent avec les résultats de l'analyse chimique. En effet, environ la moitié de la concentration initiale de PBO restait dans la moustiquaire PermaNet 3.0 âgée de 2 mois après un lavage, ce qui semblait suffisant pour neutraliser les enzymes métaboliques et restaurer dans une certaine mesure l'efficacité de la moustiquaire. Néanmoins, la baisse rapide de la teneur en PBO pourrait avoir un impact sur la persistance dans l'avant-toit.

Les moustiquaires testées dans la présente étude sont traitées avec une concentration établie d'insecticides en fonction de l'utilisation. Cependant, étant donné que les moustiquaires sont déployées dans des tubes placés à hauteur d'avant-toit, et donc hors de portée des résidents de la maison, des doses d'insecticides plus élevées que celles actuellement recommandées dans les moustiquaires et des produits chimiques non autorisés sur les moustiquaires pour des raisons de sécurité pourraient être envisagées pour améliorer l'efficacité et la durée de l'action efficace. De même, sur la base de l'efficacité dose-dépendante et du schéma de persistance avec le pirimiphos-méthyl et de la position des tubes au niveau de l'avant-toit, le tube pourrait être traité avec des concentrations plus élevées d'insecticides pour fournir un contrôle prolongé des moustiques résistants aux insecticides tout en minimisant l'exposition des occupants de la maison.

La poudre de bêta-cyfluthrine a montré une persistance plus faible sur les inserts In2Care EaveTube traités utilisés dans le CRT que ce qui avait été suggéré dans des études antérieures, probablement en raison de changements dans les méthodes d'application de la poudre. Lors du premier tour de candidature au CRT, la persévérance était inférieure à 2 mois. Les modifications apportées à la technologie d'application de la poudre ont augmenté ce délai à environ 4 mois lors des cycles de traitement ultérieurs. Il est probable que des améliorations dans la formulation, les méthodes d'application et éventuellement l'utilisation de différents actifs pourraient potentiellement augmenter davantage la persistance. De plus, d'autres types de méthodes d'administration (et d'actifs associés) pourraient également ouvrir des opportunités d'amélioration de la persistance et créer de nouvelles possibilités de gestion de la résistance. L'étude actuelle a fourni une preuve de principe que les traitements de type LLIN et IRS pourraient être utilisés pour administrer des insecticides dans un EaveTube. Cependant, aucun de ces produits n'est apparu supérieur aux traitements en poudre. Dans l'ensemble, cette recherche souligne la nécessité de poursuivre le développement du produit pour explorer le potentiel de cet outil de contrôle prometteur.

Toutes les données générées ou analysées au cours de cette étude sont incluses dans cet article publié.

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Cette recherche a été soutenue par une subvention à l'Université d'État de Pennsylvanie de la Fondation Bill & Melinda Gates, numéro de subvention OPP1131603. Nous sommes très reconnaissants à In2Care pour la fourniture des inserts EaveTube. Les auteurs remercient Melinda Hadi de Vestergaard d'avoir fourni des échantillons de filets PermaNet 3.0 et d'avoir aidé à l'analyse chimique.

Department of Disease Control, London School of Hygiene and Tropical Medicine, Londres, Royaume-Uni

Welbeck A. Oumbouke & Raphael N’Guessan

Consortium innovant de contrôle des vecteurs, IVCC, Liverpool, Royaume-Uni

Welbeck A. Oumbouke

Institut Pierre Richet (IPR)/Institut National de Santé Publique (INSP), Bouaké, Côte d’Ivoire

Welbeck A. Oumbouke, Innocent T. Zran, Alphonsine A. Koffi, Yao N’Guessan, Ludovic P. Ahoua Alou, Rosine Z. Wolie & Raphael N’Guessan

Département d'entomologie, Center for Infectious Disease Dynamics, The Pennsylvania State University, University Park, PA, 16802, États-Unis

Antoine MG Barreaux, Eleanore D. Sternberg & Matthew B. Thomas

Thème de la santé animale, ICIPE, Nairobi, Kenya

Antoine M. G. Barreaux

CIRAD, UMR INTERTRYP, 34398, Montpellier, France

Antoine M. G. Barreaux

CIRAD, IRD, INTERTRYP, Univ Montpellier, 34000, Montpellier, France

Antoine M. G. Barreaux

Unité de Recherche et de Pédagogie de Génétique, UFR Biosciences, Université Félix Houphouët-Boigny, Abidjan, Côte d’Ivoire

Rosine Z. Wolie

Medical Research Council (MRC) International Statistics and Epidemiology Group, London School of Hygiene and Tropical Medicine, Londres, Royaume-Uni

Jackie Cook

Tropical Health LLP, Londres, Royaume-Uni

Eleanore D. Sternberg

Département d'entomologie et de nématologie, Université de Floride, Gainesville, États-Unis

Matthieu B.Thomas

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WAO, RN, MBT, JC et EDS ont conçu l'étude. WAO, AMGB, IZT, YN, RZW et LPAA ont collecté les données. WAO, AAK et AMGB ont supervisé les essais en laboratoire et sur le terrain. WAO a analysé les données et rédigé le manuscrit. Tous les auteurs ont lu et approuvé le manuscrit final.

Correspondance à Welbeck A. Oumbouke.

EDS occupait un poste financé par Vestergaard SA au moment de l'étude. Aucun autre auteur n'a d'intérêts concurrents.

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Réimpressions et autorisations

Oumbouke, WA, Barreaux, AMG, Zran, IT et al. Exploration d'options alternatives de distribution d'insecticides dans un "leurre domestique mortel" pour la lutte contre les vecteurs du paludisme. Sci Rep 13, 4820 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-31116-7

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Reçu : 20 octobre 2022

Accepté : 07 mars 2023

Publié: 24 mars 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-023-31116-7

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Exploration d'options alternatives de distribution d'insecticides dans un « leurre domestique mortel » pour la lutte contre les vecteurs du paludisme