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RESISTANCE AUX INSECTICIDES:INTERETS
    DES MARQUEURS MOLECULAIRES

           NOROMALALA Noelisoa
               Madagascar
              Atelier paludisme 2011
PLAN

I) Introduction
II) Mécanismes de la résistance
•   Modes d’action des insecticides
•   Résistance croisée
•   Cas (Cameroun)
III- Intérêts Marqueurs moléculaires
IV- Conclusion
VI- bibliographie
INTRODUCTION(1)


• PALUDISME: maladie à transmission vectorielle
  Lutte anti vectorielle: DDT, MII, MILD
  Apparition de moustiques résistants au DDT
  Utilisation des composés OP, carbamates, pyréthrinoïdes.
Suivi( présence/ développement résistance)    compréhension
   mécanismes de résistance     Mise en œuvre plans de gestion
Anophèle gambiae: parmi les vecteurs majeurs de paludisme en
  Afrique.
INTRODUCTION(2)


Les principaux insecticides:
Pyréthrinoïdes/ deltaméthrine, perméthrine, bifenthine
Organophosphorés/malathion, fénitrochion, dizinon
Carbamates/ carbaryl, propoxur, bendiocarbe, carbofuran
Organochlorés/ DDT, HCH,Lindane, dieldrine,chlordécone,
endosulfan
Benzyolurées(larvicides)/ diflubenzuron, triflunuron
Mécanismes de la résistance(1)



MODES D’ACTION DES INSECTICIDES
 Pyréthrinoïdes =>agissent and SNC et périphérique/ ouverture
  canal Na voltage dépendant voltage-dépendant (VGSC) =>
  perturbation équilibre entre K+ et Na+ => paralysie. gène Kdr
 OPs & Carbamates: inhibiteurs des acétylcholinéstérase, une
  enzyme qui dégrade l’acetylcholine. gène Ace 1R



Pinto et al ., 2006
Mécanismes de la résistance(2)

 Résistance métabolique
 Réaction d’oxydation par des oxydases, cas mono-oxygénase à
  cytochrome P-450 Brooke et al., 2001
 Réaction d’hydrolyse: liaison Ester de certains insecticides sont
  hydrolysées/ Estérase      Détoxication estérasique
      Amplification génique de Est-2/ Est-2 et Est- 3.
                         Weill et al., 2001
 Conjugaison avec le glutathion: conjugaison des insecticides avec
  la forme réduite du glutathion sous l’action de l’enzyme
  glutathion-S-transférase(GST)=> dégradation du DDT en un
  produit non toxique.
Mécanismes de la résistance(3)


 modification de la cible: l’enzyme acétylcholinestérase (AChE)

  hydrolyse l’acetylcholine dans la fente synaptique.

  Liaison OP/carbamates-Ach-E =>blocagehydrolyse =>

  accumulation Ach  paralysie

 Mutation ponctuelle G119S =>non fixation de l’insecticide

 Autres points de mutation: F290V (Ace.1), F331W (Ace.2)
Résistance croisée       résistance vis-à-vis de 2 familles d’insecticide




                        CARBAMATES
                                                          Acetylcholin
                                                          estérase
                     ORGANOPHOSPHORES

  Estérases

                      PYRETHRINOIDES
                            DDT
    Kdr                                                     Oxydases
                           DDT               Inhibiteur
                                             de
                                             croissance
Situation actuelle de la résistance: Cameroun

• PALUDISME: problème majeur de santé publique.
• 1952 : Début de l’intervention
• 1960 : apparition de la résistance
• Résistance au Pyréthrinoides :
- mutation Kdr chez An.gambiae S et M
- apparition des moustiques porteurs des 2 types de mutation(
   Kdr Est et Ouest) ETANG et al., 2006
• Résistance par détoxification ( oxydase, estérase, GST) chez
  An.gambiae ETANG et al., 2007
Marqueurs moléculaires
Marqueurs moléculaires: microsatellites, séquence d’ADNr,
  isoenzymes
Des études moléculaires ont identifié plusieurs polymorphismes
  associés au phénotype de résistance.
 Ex1: La résistance contre les pyréthrinoïdes et au DDT, connu
  sous le nom de knock-down résistance (kdr), a été liée à des
  mutations dans le para-type des canaux sodiques voltage-
  dépendants (VGSC) gène.
 Ex2: La résistance Knockdown a également été décrite chez
  plusieurs espèces d'insectes dont Anopheles gambiae; deux
  substitutions au niveau du codon 1014 (L1014F et L1014S) du
  domaine II du gène du canal sodium ont été associées à la
  résistance knockdown.
Intérêts des marqueurs moléculaires
Détection
précoce des
mécanismes
de résistance                                              Définition
dans les                         Marqueurs                 des seuils
populations                      moléculaires              de
de vecteurs                                                résistance.


 Connaissance des
 facteurs                                                 Surveillance
 intrinsèques et                                          continue de
 extrinsèques                                             l’apparition et
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 d’influencer                                             résistances aux
                     Recherche de          Aide aux
 l’évolution de la                                        insecticides
 résistance sur le   marqueurs             décisions de
                                                          actuellement
 terrain             moléculaires de       politique
                     résistance aux        national       recommandées.
                     insecticides (Kdr,    (première
                     Ace1)
                                           ligne de
                                           traitement,
                                           retrait de
                                           molécules).
CONCLUSION
Les stratégies de gestion de la résistance visent à prévenir, retarder, ou
limiter le développement d’individus résistants au sein d’une population
cible. Pour y parvenir, il est indispensable, d’une part, de disposer d’outils
moléculaires et biochimiques permettant la détection précoce des
mécanismes de résistance dans les populations de vecteurs et, d’autre
part, de connaître les facteurs intrinsèques et extrinsèques capables
d’influencer l’évolution de la résistance sur le terrain.
Bibliographies
1- La distribution de la résistance aux insecticides chez Anopheles gambiae sl populations du Cameroun: une
     mise à jour.
     HN Ndjemaï, S Patchoké, Atangana J, Etang J, Simard F, Bilong CF, L Reimer, Cornel A, GC Lanzaro, Fondjo
     E.
     Cameroun ndjemaihamadou@yahoo.fr
2- Résistance Knockdown mutations (kdr)-comme dans le canal sodique voltage-dépendants d'un anophèle
     vecteur du paludisme stephensi et des tests de PCR pour leur détection.OP Singh, Dykes CL M Lather,, OP
     Agrawal, T. Adak
    3- The molecular interactions of pyrethroid insecticides with insect and mammalian sodium channels.
    Vais H, Williamson MS, Devonshire AL, Usherwood PN. Division of Molecular Toxicology, School of Life
    and Environmental Sciences, University of Nottingham, Nottingham NG7 2RD, UK.
4-La biologie moléculaire de la résistance aux pyréthrinoïdes knockdown.
     DM Soderlund, DC Knipple.
     Département d'Entomologie, État de New York Experiment Station agricole de l'Université Cornell, à
     Genève, NY 14456, USA. dms6@cornell.edu
     5- A De Novo Expression Profiling of Anopheles funestus, Malaria Vector in Africa, Using 454
     Pyrosequencing. R Gregory, Darby AC, H Irving, Coulibaly MB, M Hughes, LL Koekemoer, M Coetzee, H
     Ranson, Hemingway N J Hall,, Wondji CS.
     Université de Liverpool, School of Biological Sciences, de la Chambre de Cornwall, Royaume-Uni.
5- Etude moléculaire des mécanismes de résistances aux insecticides d’Anopheles funestus et du complexe
     Anopheles gambiae s.l collectés dans 5 villages des Hautes Terres Centrales (HTC) de Madagascar
     IPM : JC Rakotoniaina, L Andrianaivolambo, E Tata, R Razanampanjato, J Ratovonjato
     MinSan PFPS : sevice entomologie
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Résistance aux insecticides : intérêt des marqueurs moléculaires

  • 1. RESISTANCE AUX INSECTICIDES:INTERETS DES MARQUEURS MOLECULAIRES NOROMALALA Noelisoa Madagascar Atelier paludisme 2011
  • 2. PLAN I) Introduction II) Mécanismes de la résistance • Modes d’action des insecticides • Résistance croisée • Cas (Cameroun) III- Intérêts Marqueurs moléculaires IV- Conclusion VI- bibliographie
  • 3. INTRODUCTION(1) • PALUDISME: maladie à transmission vectorielle Lutte anti vectorielle: DDT, MII, MILD Apparition de moustiques résistants au DDT Utilisation des composés OP, carbamates, pyréthrinoïdes. Suivi( présence/ développement résistance) compréhension mécanismes de résistance Mise en œuvre plans de gestion Anophèle gambiae: parmi les vecteurs majeurs de paludisme en Afrique.
  • 4. INTRODUCTION(2) Les principaux insecticides: Pyréthrinoïdes/ deltaméthrine, perméthrine, bifenthine Organophosphorés/malathion, fénitrochion, dizinon Carbamates/ carbaryl, propoxur, bendiocarbe, carbofuran Organochlorés/ DDT, HCH,Lindane, dieldrine,chlordécone, endosulfan Benzyolurées(larvicides)/ diflubenzuron, triflunuron
  • 5. Mécanismes de la résistance(1) MODES D’ACTION DES INSECTICIDES  Pyréthrinoïdes =>agissent and SNC et périphérique/ ouverture canal Na voltage dépendant voltage-dépendant (VGSC) => perturbation équilibre entre K+ et Na+ => paralysie. gène Kdr  OPs & Carbamates: inhibiteurs des acétylcholinéstérase, une enzyme qui dégrade l’acetylcholine. gène Ace 1R Pinto et al ., 2006
  • 6. Mécanismes de la résistance(2)  Résistance métabolique  Réaction d’oxydation par des oxydases, cas mono-oxygénase à cytochrome P-450 Brooke et al., 2001  Réaction d’hydrolyse: liaison Ester de certains insecticides sont hydrolysées/ Estérase Détoxication estérasique Amplification génique de Est-2/ Est-2 et Est- 3. Weill et al., 2001  Conjugaison avec le glutathion: conjugaison des insecticides avec la forme réduite du glutathion sous l’action de l’enzyme glutathion-S-transférase(GST)=> dégradation du DDT en un produit non toxique.
  • 7. Mécanismes de la résistance(3)  modification de la cible: l’enzyme acétylcholinestérase (AChE) hydrolyse l’acetylcholine dans la fente synaptique. Liaison OP/carbamates-Ach-E =>blocagehydrolyse => accumulation Ach  paralysie  Mutation ponctuelle G119S =>non fixation de l’insecticide  Autres points de mutation: F290V (Ace.1), F331W (Ace.2)
  • 8. Résistance croisée résistance vis-à-vis de 2 familles d’insecticide CARBAMATES Acetylcholin estérase ORGANOPHOSPHORES Estérases PYRETHRINOIDES DDT Kdr Oxydases DDT Inhibiteur de croissance
  • 9. Situation actuelle de la résistance: Cameroun • PALUDISME: problème majeur de santé publique. • 1952 : Début de l’intervention • 1960 : apparition de la résistance • Résistance au Pyréthrinoides : - mutation Kdr chez An.gambiae S et M - apparition des moustiques porteurs des 2 types de mutation( Kdr Est et Ouest) ETANG et al., 2006 • Résistance par détoxification ( oxydase, estérase, GST) chez An.gambiae ETANG et al., 2007
  • 10. Marqueurs moléculaires Marqueurs moléculaires: microsatellites, séquence d’ADNr, isoenzymes Des études moléculaires ont identifié plusieurs polymorphismes associés au phénotype de résistance.  Ex1: La résistance contre les pyréthrinoïdes et au DDT, connu sous le nom de knock-down résistance (kdr), a été liée à des mutations dans le para-type des canaux sodiques voltage- dépendants (VGSC) gène.  Ex2: La résistance Knockdown a également été décrite chez plusieurs espèces d'insectes dont Anopheles gambiae; deux substitutions au niveau du codon 1014 (L1014F et L1014S) du domaine II du gène du canal sodium ont été associées à la résistance knockdown.
  • 11. Intérêts des marqueurs moléculaires Détection précoce des mécanismes de résistance Définition dans les Marqueurs des seuils populations moléculaires de de vecteurs résistance. Connaissance des facteurs Surveillance intrinsèques et continue de extrinsèques l’apparition et capables circulation des d’influencer résistances aux Recherche de Aide aux l’évolution de la insecticides résistance sur le marqueurs décisions de actuellement terrain moléculaires de politique résistance aux national recommandées. insecticides (Kdr, (première Ace1) ligne de traitement, retrait de molécules).
  • 12. CONCLUSION Les stratégies de gestion de la résistance visent à prévenir, retarder, ou limiter le développement d’individus résistants au sein d’une population cible. Pour y parvenir, il est indispensable, d’une part, de disposer d’outils moléculaires et biochimiques permettant la détection précoce des mécanismes de résistance dans les populations de vecteurs et, d’autre part, de connaître les facteurs intrinsèques et extrinsèques capables d’influencer l’évolution de la résistance sur le terrain.
  • 13. Bibliographies 1- La distribution de la résistance aux insecticides chez Anopheles gambiae sl populations du Cameroun: une mise à jour. HN Ndjemaï, S Patchoké, Atangana J, Etang J, Simard F, Bilong CF, L Reimer, Cornel A, GC Lanzaro, Fondjo E. Cameroun ndjemaihamadou@yahoo.fr 2- Résistance Knockdown mutations (kdr)-comme dans le canal sodique voltage-dépendants d'un anophèle vecteur du paludisme stephensi et des tests de PCR pour leur détection.OP Singh, Dykes CL M Lather,, OP Agrawal, T. Adak 3- The molecular interactions of pyrethroid insecticides with insect and mammalian sodium channels. Vais H, Williamson MS, Devonshire AL, Usherwood PN. Division of Molecular Toxicology, School of Life and Environmental Sciences, University of Nottingham, Nottingham NG7 2RD, UK. 4-La biologie moléculaire de la résistance aux pyréthrinoïdes knockdown. DM Soderlund, DC Knipple. Département d'Entomologie, État de New York Experiment Station agricole de l'Université Cornell, à Genève, NY 14456, USA. dms6@cornell.edu 5- A De Novo Expression Profiling of Anopheles funestus, Malaria Vector in Africa, Using 454 Pyrosequencing. R Gregory, Darby AC, H Irving, Coulibaly MB, M Hughes, LL Koekemoer, M Coetzee, H Ranson, Hemingway N J Hall,, Wondji CS. Université de Liverpool, School of Biological Sciences, de la Chambre de Cornwall, Royaume-Uni. 5- Etude moléculaire des mécanismes de résistances aux insecticides d’Anopheles funestus et du complexe Anopheles gambiae s.l collectés dans 5 villages des Hautes Terres Centrales (HTC) de Madagascar IPM : JC Rakotoniaina, L Andrianaivolambo, E Tata, R Razanampanjato, J Ratovonjato MinSan PFPS : sevice entomologie