De invasie van Anopheles stephensi in Ethiopië kan leiden tot een toename van malaria-incidentie in de regio. Daarom is inzicht in het insecticideresistentieprofiel en de populatiestructuur van Anopheles stephensi, die onlangs in Fike, Ethiopië is aangetroffen, cruciaal voor de bestrijding van de vector en om de verspreiding van deze invasieve malariasoort in het land te stoppen. Na entomologisch onderzoek naar Anopheles stephensi in Fike, Somali-regio, Ethiopië, hebben we de aanwezigheid van Anopheles stephensi in Fike op morfologisch en moleculair niveau bevestigd. Karakterisering van de larvenhabitats en insecticidegevoeligheidstesten toonden aan dat A. fixini het meest voorkwam in kunstmatige containers en resistent was tegen de meeste geteste insecticiden voor volwassen muggen (organofosfaten, carbamaten,pyrethroiden) met uitzondering van pirimiphos-methyl en PBO-pyrethroid. Onvolwassen larvenstadia bleken echter wel gevoelig voor temephos. Verder werd een vergelijkende genomische analyse uitgevoerd met de eerder onderzochte soort Anopheles stephensi. Analyse van de Anopheles stephensi-populatie in Ethiopië met behulp van 1704 biallele SNP's bracht een genetische koppeling aan het licht tussen A. fixais en Anopheles stephensi-populaties in centraal en oostelijk Ethiopië, met name A. jiggigas. Onze bevindingen over insecticideresistentie en mogelijke bronpopulaties van Anopheles fixini kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van bestrijdingsstrategieën voor deze malariamug in de regio's Fike en Jigjiga, om verdere verspreiding vanuit deze twee regio's naar andere delen van het land en het Afrikaanse continent te beperken.
Inzicht in de broedplaatsen en omgevingsomstandigheden van muggen is cruciaal voor de ontwikkeling van strategieën voor muggenbestrijding, zoals het gebruik van larviciden (temephos) en milieubeheer (eliminatie van larvenhabitats). Daarnaast beveelt de Wereldgezondheidsorganisatie larvenbeheer aan als een van de strategieën voor directe bestrijding van Anopheles stephensi in stedelijke en semi-stedelijke gebieden in besmettingsgebieden.15 Als de larvenbron niet kan worden geëlimineerd of verminderd (bijvoorbeeld huishoudelijke of stedelijke waterreservoirs), kan het gebruik van larviciden worden overwogen. Deze methode van vectorbestrijding is echter kostbaar bij de behandeling van grote larvenhabitats.19 Daarom is het aanpakken van specifieke habitats waar volwassen muggen in grote aantallen aanwezig zijn een andere kosteneffectieve aanpak.19 Het bepalen van de gevoeligheid van Anopheles stephensi in Fik City voor larviciden zoals temephos kan daarom helpen bij het nemen van beslissingen over de ontwikkeling van strategieën voor de bestrijding van invasieve malariamuggen in Fik City.
Daarnaast kan genomische analyse helpen bij het ontwikkelen van aanvullende bestrijdingsstrategieën voor de recent ontdekte Anopheles stephensi. Met name het beoordelen van de genetische diversiteit en populatiestructuur van Anopheles stephensi en het vergelijken daarvan met bestaande populaties in de regio kan inzicht geven in hun populatiegeschiedenis, verspreidingspatronen en potentiële bronpopulaties.
Daarom hebben we, een jaar na de eerste detectie van Anopheles stephensi in de stad Fike, in de Somalische regio van Ethiopië, een entomologisch onderzoek uitgevoerd om allereerst het leefgebied van Anopheles stephensi-larven te karakteriseren en hun gevoeligheid voor insecticiden, waaronder het larvicide temephos, te bepalen. Na de morfologische identificatie hebben we moleculair-biologische verificatie uitgevoerd en genomische methoden gebruikt om de populatiegeschiedenis en populatiestructuur van Anopheles stephensi in Fike te analyseren. We hebben deze populatiestructuur vergeleken met eerder gedetecteerde Anopheles stephensi-populaties in Oost-Ethiopië om de mate van kolonisatie in Fike te bepalen. Daarnaast hebben we hun genetische verwantschap met deze populaties onderzocht om hun potentiële bronpopulaties in de regio te identificeren.
De synergist piperonylbutoxide (PBO) werd getest tegen twee pyrethroïden (deltamethrin en permethrin) tegen Anopheles stephensi. De synergistische test werd uitgevoerd door muggen gedurende 60 minuten voor te behandelen met 4% PBO-papier. Vervolgens werden de muggen gedurende 60 minuten overgebracht naar buizen met de betreffende pyrethroïde, waarna hun gevoeligheid werd bepaald volgens de hierboven beschreven WHO-sterftecriteria24.
Om meer gedetailleerde informatie te verkrijgen over de potentiële bronpopulaties van de Fiq Anopheles stephensi-populatie, voerden we een netwerkanalyse uit met behulp van een gecombineerde dataset van biallele SNP's uit Fiq-sequenties (n = 20) en uit Genbank geëxtraheerde Anopheles stephensi-sequenties van 10 verschillende locaties in Oost-Ethiopië (n = 183, Samake et al. 29). We gebruikten EDENetworks41, waarmee netwerkanalyses op basis van genetische afstandsmatrices zonder a priori aannames mogelijk zijn. Het netwerk bestaat uit knooppunten die populaties vertegenwoordigen, verbonden door randen/verbindingen gewogen met de genetische afstand van Reynolds (D)42 op basis van Fst, wat de sterkte van de verbinding tussen paren populaties aangeeft41. Hoe dikker de rand/verbinding, hoe sterker de genetische verwantschap tussen de twee populaties. Bovendien is de grootte van het knooppunt evenredig met de cumulatieve gewogen randen van elke populatie. Daarom geldt: hoe groter het knooppunt, hoe hoger de hub of het convergentiepunt van de verbinding. De statistische significantie van knooppunten werd beoordeeld met behulp van 1000 bootstrap-replicaties. Knooppunten die voorkomen in de top 5 en 1 van de tussenliggende centraliteitswaarden (BC) (het aantal kortste genetische paden door het knooppunt) kunnen als statistisch significant worden beschouwd43.
We rapporteren de aanwezigheid van grote aantallen Anopheles stephensi tijdens het regenseizoen (mei-juni 2022) in Fike, Somali-regio, Ethiopië. Van de meer dan 3500 verzamelde Anopheles-larven werden ze allemaal gekweekt en morfologisch geïdentificeerd als Anopheles stephensi. Moleculaire identificatie van een deel van de larven en verdere moleculaire analyse bevestigden ook dat het onderzochte monster tot Anopheles stephensi behoorde. Alle geïdentificeerde An. stephensi-larvenhabitats waren kunstmatige broedplaatsen zoals met plastic beklede vijvers, gesloten en open watertanks en vaten, wat overeenkomt met andere An. stephensi-larvenhabitats die in Oost-Ethiopië zijn gerapporteerd45. Het feit dat larven van andere An. stephensi-soorten werden verzameld, suggereert dat An. stephensi het droge seizoen in Fike kan overleven15, wat over het algemeen verschilt van An. arabiensis, de belangrijkste malariadrager in Ethiopië46,47. In Kenia werden echter Anopheles stephensi-larven aangetroffen in zowel kunstmatige containers als in de bodem van beekjes48, wat de potentiële habitatdiversiteit van deze invasieve Anopheles stephensi-larven benadrukt. Dit heeft implicaties voor toekomstig entomologisch onderzoek naar deze invasieve malariadrager in Ethiopië en Afrika.
De studie bracht de hoge prevalentie van invasieve Anopheles-malariamuggen in Fickii in kaart, evenals hun larvenhabitats, insecticideresistentie van volwassen muggen en larven, genetische diversiteit, populatiestructuur en potentiële bronpopulaties. Onze resultaten toonden aan dat de Anopheles fickii-populatie gevoelig was voor pirimiphos-methyl, PBO-pyrethrine en temetafos. Deze insecticiden kunnen dus effectief worden ingezet in bestrijdingsstrategieën voor deze invasieve malariadrager in de regio Fickii. We ontdekten ook dat de Anopheles fik-populatie genetisch verwant was aan de twee belangrijkste Anopheles-centra in Oost-Ethiopië, namelijk Jig Jiga en Dire Dawa, en nauwer verwant was aan Jig Jiga. Het versterken van de vectorbestrijding in deze gebieden kan daarom helpen verdere invasie van Anopheles-muggen in Fickii en andere gebieden te voorkomen. Kortom, deze studie biedt een alomvattende benadering voor het onderzoek naar recente Anopheles-uitbraken. Het onderzoek naar de stengelboorder van Stephenson wordt uitgebreid naar nieuwe geografische gebieden om de omvang van de verspreiding vast te stellen, de effectiviteit van insecticiden te beoordelen en potentiële bronpopulaties te identificeren om verdere verspreiding te voorkomen.
Geplaatst op: 19 mei 2025