Faculté des sciences

The role of insecticides and malaria infection on the mosquito’s behaviour and the consequences for malaria transmission

Thiévent, Kevin ; Koella, Jacob (Dir.)

Thèse de doctorat : Université de Neuchâtel, 2018.

Insecticide treated bed nets (ITNs) are one of the most cost-effective techniques used for malaria control. While the repellent and irritant actions of ITNs offer personal protection, their insecticidal action contributes to community protection by lowering the number of infectious mosquitoes in the population. Despite this, the efficacy of ITNs to provide both personal and community protection... More

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    Résumé
    Les moustiquaires imprégnées d’insecticides sont un des meilleurs moyens pour contrôler la malaria. L’action répulsive et irritante des moustiquaires imprégnées offre une protection personnelle aux utilisateurs, alors que leur action toxique, en diminuant le nombre de moustiques dans la population, augmente la protection communautaire. L’efficacité des moustiquaires imprégnées peut être affectée par les expositions sous-létales, les parasites de la malaria et la résistance aux insecticides.
    Durant cette thèse, j’ai essayé de comprendre comment les insecticides et les parasites de la malaria modifient le comportement des moustiques et l’impact que cela pourrait avoir sur l’efficacité des moustiquaires imprégnées. Premièrement, j’ai évalué le rôle des expositions sous-létales aux insecticides sur le comportement de recherche d’hôtes des moustiques et j’ai testé comment les parasites de la malaria interagissent avec ces expositions sous-létales. Deuxièmement, j’ai examiné la capacité des moustiques à prendre un repas sanguin directement à travers une moustiquaire imprégnée ainsi que l’effet de ce repas sur la fécondité et la survie des moustiques. A l’aide d’une expérience évolutive, j’ai examiné si la résistance aux insecticides, la répulsion spatiale et l’irritabilité sont génétiquement corrélées chez les moustiques et j’ai testé les effets de la résistance sur l’efficacité des moustiquaires imprégnées. Quatrièmement, j’ai examiné si les parasites de la malaria, en particulier les sporozoïtes (le stade qui est infectieux pour l’homme), peuvent affecter l’action répulsive des insecticides. Finalement, j’ai examiné le rôle de l’intensité d’infection et l’activité de l’apyrase (une enzyme qui aide les moustiques à localiser le sang) sur différents comportements des moustiques qui sont sujet à être modifiés par les parasites de la malaria. Les résultats de ces cinq projets ainsi que leurs implications sont discutés en détail tout au long de cette thèse.
    Globalement, cette thèse met en avant que lors de l’évaluation de l’efficacité des moustiquaires imprégnées, il serait bénéfique de considérer que l’infection par la malaria et la résistance aux insecticides peuvent réduire leur efficacité. Pour conclure, les résultats de cette thèse vont contribuer à mieux comprendre l’impact épidémiologique réel des moustiquaires imprégnées sur la malaria.
    Summary
    Insecticide treated bed nets (ITNs) are one of the most cost-effective techniques used for malaria control. While the repellent and irritant actions of ITNs offer personal protection, their insecticidal action contributes to community protection by lowering the number of infectious mosquitoes in the population. Despite this, the efficacy of ITNs to provide both personal and community protection may be affected by several aspects comprising sub-lethal exposure, malaria infection and insecticide resistance for example.
    In this thesis, I tried to understand how insecticides and malaria infection may alter mosquito’s behaviour in a way that may affect the efficacy of ITNs. First, I evaluate the role of sub-lethal exposures to insecticide that may follow irritancy on the mosquito’s host-seeking behaviour and how malaria infection may interact with these exposures. Second, I investigated the ability of mosquitoes to directly bite through an ITN and evaluate whether that particular blood meal may reduce their fecundity and/or life-span. Third, whether resistance, spatial repellency and contact irritancy, are genetically correlated was evaluated using an evolutionary experiment. In the same experiment, the effect of insecticide resistance on the efficacy of ITNs to repel mosquitoes was investigated. In a fourth experiment, I tested whether malaria infection, especially sporozoite infection (the malaria stage that is infectious for human), by altering mosquito’s behaviour, may affect the repellency of insecticides. Finally, I investigated the role of sporozoite load and apyrase activity (an enzyme that helps mosquitoes to locate blood) on mosquito’s behaviours that are known to be subject to manipulation by the malaria parasites. These experiments showed how the evaluation of the efficacy of ITNs can become complex when considering that mosquitoes may be resistant to insecticides or malaria infected. The implications of the results of those experiments are discussed throughout this thesis.
    Overall, this thesis highlighted that when evaluating the efficacy of ITNs, we may benefit by considering that both malaria infection and insecticide resistance may reduce the personal protection they offer. Thus, the results of this thesis will help to understand the real epidemiological impact of insecticide-based tools on malaria, particularly the impact of insecticide treated be nets.