Les applications ciblées d’insecticides rémanents en intérieur modifient la structure d’âge d’Aedes aegypti et le potentiel de transmission des arbovirus

Site d’étude

Cette recherche a eu lieu à Mérida, la plus grande ville du sud-est du Mexique et également la capitale de l’État du Yucatan. Mérida a une densité de population de 3889 habitants/km² et une population totale d’environ 900 000 habitants, selon le recensement de 2020. Le climat de Mérida est classé comme savane tropicale selon le système de classification climatique de Köppen. La ville connaît des températures élevées tout au long de l’année, avec une moyenne annuelle maximale de 33,5 °C. Les températures peuvent dépasser 38 °C pendant les mois les plus chauds de mai et juin, tandis que les températures les plus basses varient de 17,2 °C à 21,7 °C entre janvier et février. La saison des pluies s’étend de juin à octobre, avec des précipitations annuelles cumulées de 1 000 mm (22). Les maladies arbovirales sont endémiques à Mérida en raison de conditions environnementales favorables²¹. La dengue est transmise de manière persistante dans la région depuis 1979, tandis que le Chikungunya et le Zika circulent conjointement depuis 2015.^22,23. La saison de transmission maximale des maladies arbovirales s’étend de juillet à novembre, bien que des cas puissent survenir tout au long de l’année.²⁴. L’incidence de ces infections suit la saisonnalité de Aa. aegyptequi sont les plus abondants entre août et octobre.

Conception de l’étude et collecte de données

Cette étude a été menée sur un sous-ensemble de maisons trouvées dans les 50 clusters de quartiers qui faisaient partie de l’essai TIRS entre le 23 juin 2021 et le 2 avril 2022. La randomisation pour l’essai TIRS a été menée à l’aide d’une randomisation contrainte par covariable, comme décrit dans²⁵. L’étude comprenait une phase de traitement TIRS (d’une durée de fin avril à début juin 2021) menée uniquement dans les 25 groupes faisant partie du bras de traitement, et une phase de surveillance entomologique menée 1, 3, 6 et 9 mois après. -TIRS dans un sous-ensemble de 1500 maisons réparties 1:1 entre les bras de traitement et de contrôle. L’insecticide organophosphoré pirimiphos-méthyl (Actellic 300CS®) a été appliqué selon les protocoles OMS/OPS.²⁶. Dans les deux groupes, des actions de lutte anti vectorielle (pulvérisation ULV sur camion utilisant du malathion) pourraient être menées en réponse aux cas symptomatiques d’ABV signalés au ministère de la Santé du Yucatan (YMOH). Tout au long de l’année 2021, 23 clusters témoins et 22 clusters TIRS ont reçu une pulvérisation ULV de malathion en moyenne 1,9 fois par an. La très faible fréquence des pulvérisations ULV et la répartition équilibrée entre les bras de traitement et de contrôle nous ont amenés à supposer que l’effet de cette source de contrôle sporadique sur Aé. d’Egypte la structure par âge serait négligeable.

Lors de la phase de surveillance entomologique, les moustiques ont été collectés à l’aide d’aspirateurs Prokopack.²⁷ à partir d’un sous-ensemble de toutes les maisons inscrites à l’étude pour correspondre à nos calculs de puissance estimée (voir ci-dessous). Des moustiques adultes au repos à l’intérieur ont été collectés pendant 10 minutes dans chaque maison à l’aide d’aspirateurs Prokopack par des équipes de 2 collecteurs de terrain formés. Aucun pesticide ou répulsif personnel n’a été utilisé. Les moustiques collectés ont été transportés vivants à l’unité de collaboration pour les essais biologiques entomologiques de l’Université autonome du Yucatán (UCBE-UADY) pour le sexage, l’identification des espèces et les dissections, puis conservés dans RNALater (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) avec 1,5 µl de Tween® 20. (Sigma-Aldrich Co.) à – 80 ° C pour des investigations moléculaires plus approfondies. Des essais biologiques sur cônes de l’Organisation mondiale de la santé ont été effectués mensuellement jusqu’à 8 mois après l’intervention dans dix maisons recevant un traitement et dix maisons témoins utilisant des Ae sensibles élevées en laboratoire. aegypti (souche Rockefeller) et estimation de la mortalité sur 24 heures.

Calcul de la taille de l’échantillon

Notre objectif était de détecter une différence de 25 % ou plus dans la proportion de femelles nullipares. Aé. d’Egypte entre les clusters d’intervention et de contrôle. Pour y parvenir, nous avons échantillonné six moustiques femelles par grappe dans chacune des 50 grappes, totalisant 300 femelles par date d’enquête, en supposant un niveau de signification de 5 % et une puissance de 80 %. Avec cette taille d’échantillon, nous serions en mesure de quantifier un rapport de cotes (OD) de 0,21 ou moins pour les résultats binaires, et des rapports de taux d’incidence (IRR) de 0,29 ou moins pour les résultats de dénombrement (tableau S1). Toutes les femelles collectées dans les maisons dans lesquelles des dissections ont été réalisées ont été incluses dans l’analyse statistique afin d’évaluer l’efficacité de l’intervention.

Détermination de l’âge physiologique

Déterminer l’âge physiologique de la femme Aé. d’Egypte, nous nous sommes appuyés sur trois mesures principales. Premièrement, nous avons utilisé la méthode de Polovodova pour examiner les changements dans la morphologie du système reproducteur et identifier les « reliques ou dilatations du pédicelle folliculaire ».¹⁵. Les dilatations folliculaires sont des cicatrices qui se développent chaque fois qu’un ovule est excrété par un ovariole. Le nombre de dilatations du pédicelle reflète le nombre de cycles gonotrophiques terminés, ce qui nous permet non seulement de compter le nombre de cycles mais également de classer les femelles en nullipares (jeunes femelles n’ayant pas pondu) et en femelles pares ou multipares (femelles plus âgées ayant déjà pris un repas de sang et des œufs pondus) (Fig. 1). Deuxièmement, nous avons examiné le stade folliculaire des ovarioles au cours de l’ovogenèse, qui reflète le degré de maturation d’un follicule d’œuf au sein d’un ovariole individuel. Nous avons suivi la classification en cinq étapes du développement folliculaire de Christophers chez la femme. Aé. d’Egypte¹⁶, allant des stades de croissance ou stade prévitellogénique (FI-FII) aux stades germinatifs ou stade vitellogène (FIII-FV). Le stade FI survient uniquement chez les femelles nullipares non nourries et continue de croître jusqu’au stade FII si une femelle est accouplée mais non nourrie. Un repas de sang initie la troisième phase (FIII) et peut compléter le reste des phases trophiques (FIV) jusqu’à atteindre la forme mature allongée (FV). Après la ponte, le stade sacculaire a pu être identifié, où la tige de l’ovariole reste légèrement gonflée jusqu’à ce que les dilatations de l’ovariole soient définies (Fig. 1). La figure S1 montre des exemples de dissections indiquant différents stades de dilatation et folliculaires. Enfin, nous avons classé les femelles nourries au sang selon le degré de digestion sanguine en utilisant le score de Sella avant dissections ovariennes. Nous avons étendu l’échelle de Sella pour inclure une alimentation récente, où le sang rouge vif, quel que soit le volume, indiquait une alimentation en sang dans les 24 heures suivant le prélèvement et un score Sella de 2 lui a été attribué. En règle générale, une femme Aé. d’Egypte prend 2 à 3 jours pour compléter un repas de sang, tandis que le développement des œufs du stade FI au stade FV prend 1,67 à 5 jours après la fin du repas de sang dans des conditions de température idéales à 28,9°C.²⁸. De plus, l’éclosion des œufs prend en moyenne trois jours dans des conditions contrôlées.

Afin d’obtenir des mesures précises et d’empêcher la croissance des follicules dans les ovarioles, les femelles Aé. d’Egypte ont été immobilisés par congélation et disséqués dans les 8 heures suivant leur collecte. Des moustiques femelles individuels ont été disséqués dans une solution saline tamponnée au phosphate (PBS) selon la méthode Polovodova¹⁵. Les ovaires ont été soigneusement retirés, la gaine ovarienne détachée et les ovarioles ont été séparés à l’aide d’aiguilles à dissection sous un stéréoscope grossi à 40x. Ensuite, les ovarioles ont été colorées pendant 1 min avec une solution de rouge neutre, préparée quotidiennement dans du PBS. Ils ont ensuite été montés et observés sans lamelle sous un microscope composé avec une optique à contraste interférentiel différentiel (DIC) à un grossissement de 100 × et 200 ×. Les dissections ont été réalisées par deux entomologistes qualifiés (CQ et JC), qui ont mené des pratiques utilisant des moustiques élevés en laboratoire ayant des antécédents gonotrophiques connus avant de mener cette étude.

Mesures d’analyse

Nous avons évalué les variables entomologiques suivantes, notamment : 1) la densité des femelles Aé. d’Egypte capturé à l’intérieur (nombre variable); 2) l’état d’engorgement (variable binaire, non nourrie = 0, nourrie avec du sang = 1) et le poids (variable continue) de la femelle Aé. d’Egypte en utilisant la partition de Sella ; 3) Parité (binaire, nullipare = 0, parous = 1) ; et 4) « l’âge physiologique » des femmes Aé. d’Egypte (variable catégorielle ordinale) (Fig. 1). En l’absence de mortalité par âge (ce qui est le cas des insectes), la structure par âge de reproduction des moustiques (mesurée par le nombre de dilatations chez les femelles disséquées) peut être utilisée pour estimer les courbes de survie au niveau de la population.¹¹. Dans le contexte de notre étude, un plus grand nombre de dilatations indique un plus grand nombre de cycles gonotrophiques, qui constituent un indice primaire de l’âge de procréation.¹¹. La forme de la ligne ajustée à une parcelle avec l’âge de reproduction (nombre de dilatations) en abscisse et le logarithme naturel du nombre de femelles de chaque classe d’âge en ordonnée permet de déduire si la mortalité varie de manière linéaire ou non. linéairement avec l’âge¹¹. Nous avons utilisé le maximum de vraisemblance pour ajuster différentes fonctions aux données et comparé si un ajustement non linéaire prédisait mieux les données qu’un ajustement linéaire à l’aide du module d’ajustement Matlab Curve (Mathworks).

Nous avons estimé le potentiel de transmissibilité de chaque femelle disséquée en surveillant le nombre de dilatations folliculaires et le stade folliculaire. Pour une femme Aé. d’Egypte pour acquérir la capacité de transmettre des arbovirus à un hôte sensible, il faut une période d’incubation (PIE) de 8 à 12 jours. Durant cette période, la femelle moustique subit deux dilatations folliculaires (indiquant deux repas de sang et deux cycles gonotrophiques) et passe au stade folliculaire FII jusqu’à la prochaine prise de sang. Par conséquent, nous avons identifié les femelles présentant plus d’une dilatation et au stade folliculaire FII ou au-delà comme étant des transmetteurs potentiels d’arbovirus (qui auraient pu survivre à l’EIP) ou des non-transmetteurs.

analyses statistiques

Pour détecter les différences entre les groupes d’intervention et les groupes témoins, nous avons utilisé des tests du chi carré (h²) pour les variables catégorielles et les modèles mixtes linéaires généralisés inconditionnels utilisant des modèles de Poisson à effets aléatoires (variables de comptage) et logistiques (variables binaires) avec l’ID de cluster comme constante aléatoire. Des modèles ont été utilisés pour estimer respectivement les rapports de taux d’incidence (IRR) et les rapports de cotes (OR), y compris les limites d’IC ​​à 95 %, comme dans⁶. L’efficacité du TIRS a été calculée comme suit : Efficacité = 1-IRR pour les résultats de comptage et Efficacité = 1-OR pour les résultats binaires.²⁹. Les analyses statistiques et les visualisations de données ont été réalisées à l’aide de Stata SE 17 et de l’environnement de programmation R (https://www.r-project.org/), ainsi que les packages ‘stats’, ‘lme4’ et ‘ggplot2’³⁰.

Considérations éthiques

Cette étude a été menée conformément au protocole d’essai TRIS et à toutes les règles et législations applicables. Avant les visites d’intervention et d’enquête entomologique, un consentement éclairé écrit a été obtenu du propriétaire du ménage. Le protocole d’étude TIRS, les formulaires de consentement éclairé et les pièces justificatives ont été approuvés par les comités d’examen institutionnel de l’Université Emory (IRB00108666) et de l’Universidad Autónoma de Yucatán (UADY) (CEI-05-2020). De plus, le protocole d’essai a été enregistré sur Clinicaltrials.gov (NCT04343521, enregistré le 13/04/2020).