Contribution des pesticides agricole a l’induction de resistance aux insecticides chez le vecteur du paludisme, anopheles gambiae s.l.(diptera : culicidea)

Defo Talom, B.A. (2021).Contribution des pesticides agricole a l’induction de resistance aux insecticides chez le vecteur du paludisme, anopheles gambiae s.l.(diptera : culicidea). Yaounde, Cameroon: University of Dschang, (193 p.).

La lutte antivectorielle représente actuellement le moyen le plus efficace pour limiter la transmission du paludisme. Cependant, le succès de cette stratégie est menacé par l’expansion de la résistance des vecteurs du paludisme aux insecticides usuels. Des études ont suggéré que l'utilisation de pesticides en agriculture contribuerait à la sélection de la résistance aux insecticides chez Anopheles gambiae (Giles, 1902), le vecteur majeur du paludisme en Afrique. Ici, nous avons étudié l'impact des agro-pesticides utilisés par les maraichers sur l’induction de la résistance aux insecticides usuels chez ce vecteur dans deux zones géographiques, en Afrique de l’Ouest et en Afrique Centrale. L’étude s’est déroulée au Benin (Afrique de l’Ouest) et au Cameroun (Afrique Centrale) dans des sites maraîchères. Au Benin, 4 sites ont été utilisés à savoir 2 sites experimentaux exposés aux pesticides chimiques (Houeyiho et Seme) et 2 sites témoins non exposés aux pesticides (Calavi et Zinvie). Au Cameroun, 3 sites experimentaux (Nkolondom, Famassi et Ezazou) et un site temoin (Mvan) ont été utilisés. Dans les sites experimenaux, une étude CAP (Connaissance, Attitude et pratique) sur l’utilisation des pesticides par les agriculteurs a été menée ; elle était focalisée sur le principal insecticide utilisé, leur fréquence d’application ainsi que les doses utilisées. Au Benin 75 agriculteurs ont été impliqués dans l’enquête à savoir 35 à Houeyiho et 40 à Seme, tandis qu’au Cameroun 50 agriculteurs, dont 19 à Nkolondom, 18 à Ezazou et 13 à Famassi ont participé à l’étude. Ensuite, dans chacun des sites, des larves d’anophèles ainsi que l’eau et les sédiments des gîtes ont été collectés, ramenés au laboratoire où elles ont été élevées jusqu’au stade adulte et les eaux conservées à +4°C. Après l’identification morphologique et moléculaire des moustiques, des bioessais à la λ-cyhalothrine (l'insecticide principal utilisé par les maraichers), ainsi qu’à la permethrine (insecticide utilisé en santé publique) ont été effectués sur les anophèles collectés dans chacun des sites. Ensuite la présence de résidus de λ-cyhalothrine ainsi que leur rémanence dans l’environnement ont été évaluées. L’existence des métaux lourds a également été analysée dans l’eau et les sédiments des gîtes d'anophèles. Une analyse croisée a été faite entre les concentrations des résidus de d’insecticides et les profils de résistance à la λ-cyhalothrine des anophèles d’une part, entre les concentrations des métaux lourds et les profils de résistance à la λ-cyhalothrine des d'anophèles d’autre part. L’implication des enzymes cytochromes P450 et de la mutation L1014F dans la résistance aux pyrethrinoïdes a été investiguée. De plus, la mutation G119S responsable de la résistance aux organophosphorés et aux carbamates a été analysée. Les résultats ont révélé que le principal insecticide utilisé en maraichage dans les 2 pays est la λ-cyhalothrine (97,5% au Benin et 54% au Cameroun) ; seul ou en combinaison avec les organophosphorés (profenofos) et les néonicotinoïdes (acetamipride, imidachloripride). Près de 60% et 66% d’agriculteurs interrogés respectivement au Benin et au Cameroun ont observé la bonne fréquence d’application de ces insecticides (tous les 14 jours), tandis que 59,5% au Benin et 58% au Cameroun ont respecté la dose d’insecticide recommandée par le fabricant (5ml/l). Anopheles coluzzii a été la principale espèce d'anophèles identifiée au Benin, tandis qu’au Cameroun, en plus d’Anopheles coluzzii, An. gambiae ss a aussi été identifiée. Ces espèces de moustiques ont été résistantes (taux de mortalité de 30 à 63% au Benin, et entre 3 et 54% au Cameroun) à la λ-cyhalothrine, ainsi qu’à la permethrine (taux de mortalité de 14 à 52% au Benin et entre 4 et 83% au Cameroun). Environ 16,7% (2/12) des gîtes examinés et positifs en anophèles ont été contaminés par des résidus de λ-cyhalothrine dans les sites du Benin et aucune contamination n’a été relevée dans les sites du Cameroun. La présence de cuivre (provenant probablement d'engrais et /ou du sulfate de cuivre utilisé comme fongicide) a été notée dans 10 des 12 gites de moustiques au Benin, et une corrélation positive (r = 0,81; P = 0,0017) entre cette présence et la résistance à la λ-cyhalothrine, indiquant sa possible contribution à l'évolution de la résistance aux insecticides chez les vecteurs du paludisme. Après préexposition au Piperonyl butoxide (PBO) , la susceptibilité à la λ-cyhalothrine a été totalement ou partiellement restituée (51 à 100% au Benin, 45 à 87% au Cameroun), de même qu’à la permethrine (55 à 100% au Benin, 13 à 87% au Cameroun). Une fréquence élevée de la mutation L1014F a été observée, aussi bien au Benin (0,77) qu’au Cameroun (0,79). La mutation G119S a été détectée à une très faible fréquence aussi bien au Benin qu’au Cameroun (0,20 et 0,22 respectivement). Il ressort de l’étude que le cuivre, est incriminé comme un facteur de l’induction de la résistance d’An. gambiae (Giles, 1902) aux insecticides. De plus, plusieurs mécanismes de résistances ont été retrouvés chez ces vecteurs à savoir les enzymes à cytochromes P450 (résistance métabolique), la mutation du type Kdr (résistance par modification de la cible) pour les pyrethrinoïdes et la mutation du type Ace-1R (résistance par modification de la cible) pour les carbamates et organophosphorés. Même si l’utilisation des insecticides en agriculture seul n’induit pas la résistance aux insecticides chez les anophèles, les métaux lourds provenant du sulfatre de cuivre pourraient avoir un rôle dans la survenue de la résistance.

Vector control is currently the most effective means to limit malaria transmission. Howerver, the success of this strategy is threatened by the expansion of resistance of malaria vectors to routine insecticides. Studies have suggested that the use of pesticides in agriculture contributes to the selection of insecticide resistance in Anopheles gambiae (Giles, 1902), one of the vectors of malaria in Africa. Here, we have investigated the impact of the agropesticides used by farmers on the selection of the resistance to common insecticides in this vector in two geographical areas; West Africa and Central Africa. The study took place in Benin (West Africa) and Cameroon (Central Africa) in vegetable growine area. In Benin, 4 sites were used, namely 2 test sites with the use of chemical pesticides (Houeyiho and Seme) and 2 control sites without the use pesticides (Calavi and Zinvie). In Cameroon, 3 test sites (Nkolondom, Famassi and Ezazou) and one control site (Mvan) were used. In the test sites, a Knowledge, Attitude and pratice study (KAP) on the use of pesticides by farmers was carried out and was focused on the main insecticides used, their application frequency as well as the dose. In Benin, 75 farmers were involved in the survey; 35 in Houeyiho and 40 in Seme, while in Cameroon 50 farmers, of which 19 at Nkolondom, 18 at Ezazou and 13 at Famassi were involved. In each of the sites, anopheles larvae as well as the water and sediments of the breeding sites were collected, brought back to the laboratory where the larvae were reared to the adult stage and the water stored at +4°C. After morphological and molecular identification, bioassays with λ- cyhalothrin (the main insecticide used by farmers), but also with permethrin (the main insecticide used in public health) were carried out on the anopheles collected in each of the sites. Thereafter, the presence of λ-cyhalothrin residues as well as their persistence in the environment were evaluated. The presence of heavy metals was also analyzed in the water and sediments of anopheles larval breeding sites. A cross-analysis was performed between the data on pesticide residues and the λ-cyhalothrin resistance profiles of anopheles on one hand and between the data on heavy metals and the λ-cyhalothrin resistance profiles of anopheles on the other hand. The implication of cytochromes P450 enzymes and the L1014F mutation in the resistance to pyrethrinoids was investigated. In addition, the G119S mutation responsible for resistance to organophosphates and carbamates was analysed. The results revealed that the main insecticides used in market gardening is λ- cyhalothrin (97.5% in Benin and 54% in Cameroon) alone or in combination with organophosphates (profenofos) and neonicotinoids (acetamipride, imidachloripride). Nearly 60 and 66% of farmers in Benin and Cameroon respectively observed the correct frequency of application of these insecticides (every 14 days) while 59.5% of farmers in Benin and 58% of farmers in Cameroon respected the dose of insecticide recommended by the manufacturer (5mL/L). Anopheles coluzzii was the main species of anopheles identified in Benin while in Cameroon, in addition to Anopheles coluzzii, An. gambiae ss was also identified. These mosquito species were resistant (mortality rate of 30 to 63% in Benin and between 3 to 54% in Cameroon) to λ-cyhalothrin, as well as to permethrin (mortality rate of 14 to 52% in Benin and between 4 and 83% au Cameroon). About 16.7% (2/12) of the sites examined and posistive for anopheles were contaminated with λ-cyhalothrin residues in the sites of Benin and no contamination was noted in the sites of Cameroon. The presence of copper (probably from fertilizer) was noted in 10 of the 12 mosquito developmental sites in Benin, and a positive correlation (r = 0.81; P = 0.0017) between this presence and the resistance to λ- cyhalothrine showed the possible contribution of non-insecticidal compounds to the evolution of insecticide resistance in malaria vectors. Micro-mapping of the larval breeding sites revealed the heterogeneity of the resistance profiles of the the populations of anopheles from the same market gardening sites. After preexposure to PBO, susceptibility to λ-cyhalothrin was totally or partially restored (51 to 100% in Benin, 45 to 87% in Cameroon), as was permethrin (55 to 100% in Benin, 13 to 87% in Cameroon). A high frequency of the L1014F mutation was observed, both in Benin (0.77) and Cameroon (0.79). The G119S mutation was detected at very low frequency both in Benin and in Cameroon (0.20 and 0.22 respectively). The study shows that copper is incriminated as a factor in the induction of resistance of An. gambiae (Giles, 1902) to insecticides. In addition, several resistance mechanisms have been found in these vectors, namely the cytochrome P450 enzymes, the Kdr mutation and the Ace-1R mutation. Even if the use of pesticides in agriculture alone does not induce insecticide resistance in anopheles, heavy metals may have a role in the development of resistance.