Laborbewertung der Wirksamkeit von Deltamethrin - Foshan Mining Labs Group Co., Ltd

Malaria Journal Band 22, Artikelnummer: 92 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Der attraktive toxische Zuckerköder (ATSB) ist ein vielversprechender Ansatz zur Mückenbekämpfung, der auf dem „Anlocken und Töten“ basiert. Es ist eine Kombination aus Blütennektar/Fruchtsaft, um die Mücken anzulocken, einer Zuckerlösung, um die Nahrungsaufnahme zu stimulieren, und einem Toxin, um sie abzutöten. Bei der Formulierung von ATSB ist die Auswahl eines wirksamen Lockstoffs und die Optimierung der Konzentration des Giftstoffs von entscheidender Bedeutung.

In einer aktuellen Studie wurde ein ATSB unter Verwendung von Fruchtsaft, Zucker und Deltamethrin, einem synthetischen Pyrethroid, formuliert. Es wurde mit zwei Laborstämmen von Anopheles stephensi verglichen. Erste Studien untersuchten die vergleichende Attraktivität von neun verschiedenen Fruchtsäften für An. Stephensi Erwachsene. Neun ASBs wurden durch Zugabe fermentierter Säfte von Pflaumen, Guaven, süßen Zitronen, Orangen, Mangos, Ananas, Warzenmelonen, Papayas und Wassermelonen mit 10 %iger Saccharoselösung (w/v) im Verhältnis 1:1 hergestellt. Es wurden Käfig-Bioassays durchgeführt, um das relative Anziehungspotenzial von ASBs auf der Grundlage der Anzahl der Mückenlandungen auf jedem zu bewerten, und der wirksamste ASB wurde identifiziert. Zehn ATSBs wurden durch Zugabe des identifizierten ASB mit unterschiedlichen Deltamethrin-Konzentrationen (0,015625–8,0 mg/10 ml) im Verhältnis 1:9 hergestellt. Jeder ATSB wurde auf sein toxisches Potenzial gegenüber beiden An-Stämmen untersucht. Stephensi. Die Daten wurden mit dem Programm PASW (SPSS) Software 19.0 statistisch analysiert.

Die Käfig-Bioassays mit neun ASBs zeigten eine höhere Wirksamkeit (p < 0,05) von Guavensaft-ASB > Pflaumensaft-ASB > Mangosaft-ASB im Vergleich zu den übrigen sechs ASBs. Der Bioassay mit diesen drei ASBs ergab das höchste Lockwirkungspotential von Guavensaft-ASB gegen beide An-Stämme. Stephensi. Die ATSB-Formulierungen führten zu einer Mortalität von 5,1–97,9 % in Sonepat (NIMR-Stamm) mit berechneten LC30-, LC50- und LC90-Werten von 0,17 mg Deltamethrin/10 ml, 0,61 mg Deltamethrin/10 ml bzw. 13,84 mg Deltamethrin/10 ml ATSB . Während im GVD-Delhi (AND-Stamm) mit berechneten LC30-, LC50- und LC90-Werten von 0,25 mg Deltamethrin/10 ml, 0,73 mg Deltamethrin/10 ml und 10,22 mg Deltamethrin/10 ml ATSB eine Mortalität von 6,12–86,12 % verzeichnet wurde, jeweils.

Das mit Guavensaft-ASB und Deltamethrin (0,0015625–0,8 %) im Verhältnis 9:1 formulierte ATSB zeigte vielversprechende Ergebnisse gegen zwei Laborstämme von An. Stephensi. Es wird eine Feldbewertung dieser Formulierungen durchgeführt, um ihre Eignung für den Einsatz bei der Mückenbekämpfung abzuschätzen.

Mücken sind nach wie vor die wichtigsten Überträger für die öffentliche Gesundheit, und nur wenige Arten der Gattung Anopheles übertragen Malaria. Es gibt etwa 465 Anopheles-Arten, von denen 70 Arten als Vektoren fungieren [1]. In Indien wurden 58 Anopheles-Arten registriert, von denen sechs primäre Überträger von Malaria sind und vier Arten als sekundäre Überträger fungieren und an einigen Orten eine wichtige Rolle bei der Krankheitsübertragung spielen [2]. Im Jahr 2019 wurden weltweit insgesamt 227 Millionen Malariafälle registriert, die im Jahr 2020 auf 241 Millionen Fälle anstiegen [3]. Davon werden etwa 95 % der Fälle aus der afrikanischen Region der Weltgesundheitsorganisation (WHO) gemeldet, während die südostasiatische Region 2 % der weltweiten Malarialast verzeichnete. Die südostasiatische Region verzeichnete einen deutlichen Rückgang (78 %) der Malariafälle von 23 Millionen im Jahr 2020 auf etwa 5 Millionen im Jahr 2020. Unter den verschiedenen Ländern der Region verzeichnete Indien 83 % der Fälle und 82 % der Todesfälle [ 3].

Das Ziel der Malaria-Ausrottung bis 2030 wurde von der WHO festgelegt. Indien hat sich außerdem verpflichtet, die Eliminierung bis 2027 zu erreichen [4]. Da es keinen wirksamen Malaria-Impfstoff gibt, besteht die einzige Möglichkeit zur Vorbeugung der Krankheit in der Anwendung wirksamer Vektorkontrollmaßnahmen und einer Chemotherapie. Zu den Möglichkeiten der Vektorbekämpfung zählen vor allem adultizide Eingriffe mittels pyrethroidbasierter Indoor-Residum-Sprays (IRS) und mit Insektiziden behandelter Netze (ITNs). Obwohl der Einsatz dieser Interventionen die Krankheitslast verringert hat, ist die größte Herausforderung für Krankheitsbekämpfungsprogramme in Indien die Insektizidresistenz bei Vektoren [5,6,7].

Attraction Toxic Sugar Bait (ATSB) ist eine der neuen Bekämpfungsstrategien, die auf dem Lock-and-Kill-Ansatz basiert und den Einsatz chemischer Insektizide minimiert. Der Ansatz basiert auf der Tatsache, dass Mücken sich von pflanzlichem Zucker aus Blütenquellen (Nektar, Honigtau und Fruchtsäfte) ernähren, um ihren Energiebedarf zu decken. Diese Quellen werden von den Mücken anhand verschiedener visueller und olfaktorischer Hinweise lokalisiert. Einige Geruchsrezeptoren, wie zum Beispiel Geruchsrezeptoren (ORs), reagieren auf bestimmte Gerüche und benötigen den obligaten Co-Rezeptor zur Geruchserkennung. Während andere ionotrope Rezeptoren (IRs) mehrere Klassen chemischer Verbindungen erkennen, darunter Amine, Aldehyde, Ketone und Carbonsäuren [8]. Daher besteht die als Köder verwendete ATSB-Formulierung aus einem pflanzlichen Geruchsstimulans in Kombination mit Zucker und einem Insektizid.

ATSBs wurden unter Verwendung von Borsäure [9], Dinotefuran [10], Pyriproxyfen [11], Spinosad [12], Natriumascorbat [13] und mikroverkapseltem Knoblauchöl [14] formuliert. Darüber hinaus wurden die ATSB-Formulierungen auch mit Pyrethroid-Insektiziden hergestellt, die beim Füttern durch die Nagelhaut in die Mücken eindringen können [15]. Zuvor enthielten die giftigen Zuckerköder (TSBs) Wirkstoffe aus fünf chemischen Klassen; makrozyklische Lactone (2,46 % Spinosad, 0,1 % Ivermectin); Neonicotinoide (0,5 % Imidacloprid, 21,6 % Thiamethoxam); Pyrethroide (36,8 % Permethrin, 11,8 % Cyfluthrin, 7,9 % Bifenthrin, 4,75 % Deltamethrin); Phenylpyrazol (9,1 % Fipronil) und Pyrrol (21,45 % Chlorfenapyr) wurden gegen Culex quinquefasciatus, Anopheles quadrimaculatus und Aedes taeniorhynchus bewertet [16]. Aufgrund der unterschiedlichen Wirksamkeit jedes TSB für verschiedene Mückenarten wurde die Verwendung einer Mischung mehrerer Wirkstoffe in der Formulierung vorgeschlagen, um effizientere Ergebnisse zu erzielen.

Trotz der Tatsache, dass der ATSB-Ansatz einfach anzuwenden, sicherer, erfolgreicher und kostengünstiger ist als chemische, insektizidbasierte Eingriffe und sowohl im Innen- als auch im Außenbereich eingesetzt werden kann, muss dieser Vektorkontrollansatz für den Einsatz in großem Maßstab weiterentwickelt und standardisiert werden in den Feldern. Die vorliegende Studie formulierte einen ATSB gegen An. stephensi durch die Kombination von 10 %iger Saccharoselösung als Zuckerquelle, fermentiertem Fruchtsaft als Lockstoff und Deltamethrin als Giftstoff. Zunächst wurden neun ASBs (ohne Giftstoff) mit neun Fruchtsäften und Saccharoselösung hergestellt [17] und gegen einen Laborstamm und einen im Feld gesammelten An-Stamm getestet. Stephensi. Das wirksamste ASB wurde dann mit zehn verschiedenen Konzentrationen Deltamethrin kombiniert, um zehn ATSB-Formulierungen herzustellen, die gegen zwei An-Stämme getestet wurden. stephensi [der NIMR-Stamm (Sonepat) und der AND-Stamm (GVD-Delhi)], um die wirksamste ATSB-Formulierung zu ermitteln.

NIMR-Stamm von An. stephensi – 1996 in Sonepat, Haryana (29,0523°N, 76,9182°E), Indien gesammelt und am NIMR (National Institute of Malaria Research), Indien, ohne Insektizid-Selektionsdruck etabliert (LT50 bis Deltamethrin = 3,37 min).

UND Stamm von An. Stephensi – im Oktober 2021 in Govindpuri (GVD), Südost-Delhi (28,534°N, 77,265°E), Indien gesammelt und im Acharya Narendra Dev College (AND), Indien, unter anhaltender Deltamethrin-Selektion im Erwachsenenalter (LT50 bis Deltamethrin) aufbewahrt = 4,36 Minuten).

Diese beiden Stämme von An. stephensi wurden im Insect Pest and Vector Control Laboratory des Acharya Narendra Dev College der Universität Delhi, Indien, unter kontrollierten Bedingungen von Temperatur (27 ± 2 °C), relativer Luftfeuchtigkeit (80 ± 10 %) und Hell-Dunkel-Photoperiode (14) gehalten :10) unter Verwendung von Standardaufzuchtmethoden [17].

Erwachsene Mücken wurden in Musselinkäfigen aufgezogen und mit in einem Wattestäbchen getränkter Saccharoselösung (10 %) gefüttert. Weibliche Mücken wurden abwechselnd mit Albino-Mäusen mit Blutmehl versorgt. Die Eier wurden in einem im Käfig aufbewahrten Ovicup gesammelt und in einer mit entchlortem Wasser gefüllten Emaille-/Kunststoffschale ausgebrütet. Die Larven wurden mit fein pulverisierten Hundekeksen und Hefe (3:2 w/w) gefüttert. Die Puppen wurden in einer Plastikschüssel gesammelt und zum Schlüpfen ausgewachsener Tiere im Käfig gehalten. Die Studien wurden an 2–3 Tage alten und nicht mit Blut ernährten gesunden Erwachsenen durchgeführt, die für die für vorläufige Bioassays optimierte Dauer von 24 Stunden ausgehungert wurden.

Insgesamt wurden neun ASBs durch Mischen von 10 %iger Saccharoselösung (w/v) und den fermentierten Fruchtsäften (1:1 v/v) hergestellt. Die Säfte wurden aus neun lokal erhältlichen Früchten zubereitet; Ananas comosus (Ananas), Carica papaya (Papaya), Citrus Limetta (süße Zitrone), Citrus sinensis (Orange), Citrullus lanatus (Wassermelone), Cucumis melo (Zuckermelone), Mangifera indica (Mango), Prunus Domestica (Pflaume) und Psidium Guajave (Guave); mit einem Mixer-Mühle (Powermatic Plus, Sujata Appliances India). Die extrahierten Säfte wurden in einer geschlossenen Reagenzflasche gelagert und 48 Stunden lang bei Umgebungstemperatur (27 ± 2 °C) im Labor fermentiert, um ihren Geruch zu verstärken. Jeder fermentierte Saft wurde mit 10 %iger Saccharoselösung (w/v) im Verhältnis 1:1 kombiniert, um die ASBs zu formulieren. Kontrolltests wurden nur mit Saccharoselösung (10 % w/v) durchgeführt.

Insgesamt wurden achtzehn Wattepads (0,5 g), neun experimentelle und neun Kontrollproben, entnommen. Versuchsscheiben wurden mit 5 ml ASB gesättigt, während Kontrollscheiben in 5 ml 10 %iger Saccharoselösung eingeweicht wurden. Eine Versuchsscheibe und eine Kontrollscheibe, die in getrennten Petrischalen aufbewahrt wurden, wurden auf beiden Seiten eines erwachsenen Käfigs (45 × 40 × 40 cm) platziert (Abb. 1a). Insgesamt 50 Erwachsene (2–3 Tage alt) von An. Stephensi (25 Weibchen und 25 Männchen) wurden in den Käfig entlassen. Die Landungen der Mücken auf jeder Scheibe wurden eine Stunde lang alle 10 Minuten oder bis zum Ende der Landungen bewertet. Um den Positionseffekt zu verhindern, wurden die Scheiben nach jedem Punktestand ausgetauscht. Der Assay wurde in vier Wiederholungen mit jedem ASB für die An-Stämme Sonepat (NIMR) und GVD-Delhi durchgeführt. Stephensi. Drei der wirksamsten ASBs wurden für Screening-Bioassays identifiziert.

Käfig-Bioassay mit Anopheles stephensi-Erwachsenen (n = 50; 25 Männer und 25 Frauen). Ein Käfigaufbau vor dem Screening mit einem ASB und einem Kontrollköder (10 %ige Saccharoselösung) an zwei Seiten. b Screening-Käfigaufbau mit drei ASBs (z. B. ASB-1, 2, 3) und einem Kontrollköder (10 % Saccharoselösung), der in vier Ecken platziert ist. c Screening-Käfigaufbau mit ATSB-Formulierung (Guava-Saft-ASB + Deltamethrin) und einem Kontrollköder (10 % Saccharoselösung) an zwei Seiten

Drei ASB-Baumwollscheiben, eine davon getränkt in einem der drei im Vorscreening-Test identifizierten ASBs und zwei getränkt in zufällig ausgewählten ASBs der verbleibenden sechs ASBs, wurden an den drei Ecken eines gescreenten Käfigs platziert, während die Kontrollscheibe an der platziert wurde vierte Ecke (Abb. 1b). Die zufällige Kombination der in drei Käfigen verwendeten ASBs war wie folgt.

Käfig 1: Mangosaft-ASB, Zuckermelonensaft-ASB und Wassermelonensaft-ASB.

Käfig 2: Orangensaft-ASB, Papayasaft-ASB und Pflaumensaft-ASB.

Käfig 3: Guavensaft-ASB, Ananassaft-ASB und süßer Zitronensaft-ASB.

Es wurde ein dem Pre-Screening-Assay ähnliches Protokoll befolgt. Die durchschnittliche Landungszahl auf jedem ASB in jedem Käfig wurde aufgezeichnet.

Der Standardfehler des Mittelwerts (SEM) der Landungen auf jedem ASB wurde berechnet. Die Daten wurden mittels einer einfaktoriellen ANOVA analysiert, gefolgt von Tukeys paarweisem Mehrfachvergleichstest, wobei ein p-Wert < 0,05 als signifikant angesehen wurde. In jedem Käfig wurde der effektivste ASB ausgewählt, der im Vergleich zu den beiden anderen ASBs (p < 0,05) eine deutlich höhere Anzahl erwachsener Mücken anlockt.

An den vier Ecken eines Käfigs wurden vier Wattepads platziert, von denen drei mit identifizierten ASBs und das vierte mit Kontrolllösung getränkt waren. Die durchschnittliche Landungszahl der Mücken auf jeder Scheibe wurde wie zuvor bewertet und statistisch analysiert. Das Anziehungspotenzial der ASBs wurde durch Berechnung eines Anziehungsindex unter Verwendung der folgenden Formel (Gleichung 1) verglichen.

Die prozentuale Lockwirkung jedes Köders wurde unter Verwendung der Gleichung berechnet. 2.

Der ASB mit maximalem Lockstoffpotential für An. Stephensi, ausgewählt auf der Grundlage von Käfig-Bioassays, wurde zur Herstellung der ATSB-Lösung verwendet. Das Pyrethroid-Insektizid Deltamethrin (toxische Komponente) wurde dem ASB im Verhältnis 1:9 zugesetzt. Insgesamt wurden zehn ATSB-Lösungen mit 1 ml 0,0015625–0,8 % Deltamethrin gemischt mit 9 ml ASB (0,01562–8,0 mg Deltamethrin/10 ml ATSB-Lösung) hergestellt.

Der Bioassay mit verschiedenen ATSB-Formulierungen wurde in separaten, abgeschirmten Stoffkäfigen (1, 2 und 3) durchgeführt. In jeden Käfig wurden auf beiden Seiten ein in 5 ml ATSB getränktes experimentelles Wattepad und ein Kontroll-Baumwollpad mit 5 ml 10% iger Saccharoselösung gelegt (Abb. 1c). Insgesamt 50 Erwachsene (2–3 Tage alt) von An. Stephensi (25 Weibchen und 25 Männchen) wurden in den Käfig entlassen. Die Gesamtzahl der gestorbenen/niedergeschlagenen Mücken wurde nach 24 und 48 Stunden ermittelt.

Die durchschnittliche Anzahl toter/niedergeschlagener Mücken auf jedem ATSB wurde statistisch durch einfaktorielle ANOVA und den paarweisen Mehrfachvergleichstest von Tukey unter Verwendung des Programms PASW (SPSS) Software 19.0 analysiert. Als signifikanter Wert wurde der p-Wert < 0,05 angesehen. Die Bioassays mit einer Mortalität von mehr als 20 % bei den Kontrollen wurden verworfen und wiederholt. Die Mortalitätswerte bei ATSB wurden unter Verwendung der Abbott-Formel [18] in Gleichung (1) korrigiert. 3, wenn die Sterblichkeit in der Kontrollgruppe zwischen 5 und 20 % lag

Dabei ist T die prozentuale Sterblichkeit bei ATSB und C die prozentuale Sterblichkeit bei den Kontrollen.

Die Anzahl der Mücken des NIMR-Stamms und des AND-Stamms von An. stephensi, die zusammen mit ihrer jeweiligen Kontrolle in Bioassays vor dem Screening von einem ASB angelockt wurden, ist in Tabelle 1 dargestellt. Die Anzahl der NIMR-Erwachsenen, die auf verschiedenen ASBs landeten, lag im Bereich von 3,5–18,25, während die Landungszahlen der Mücken des AND-Stammes schwankten von 5.0 bis 19.50 Uhr. Der Guavensaft-ASB zeigte das größte Anziehungspotenzial, gefolgt von Pflaumensaft- und Mangosaft-ASBs gegenüber beiden An-Stämmen. Stephensi. Die Gesamtzahl der von den verbleibenden sechs ASBs angelockten Mücken war geringer als die der Mücken, die auf dem entsprechenden Kontrollköder landeten, wobei der Ananassaft-ASB das geringste Anziehungspotenzial aufwies (Tabelle 1).

Die Screening-Tests mit Gruppen von drei ASBs und einer Kontrolle zeigten 6–36 % Landungen auf den ASBs und 16–24 % Landungen auf dem Kontrollköder unter Verwendung des NIMR-Stamms; Beim AND-Stamm hingegen wurden 9–44 % der Anlandungen auf ASBs erzielt, im Vergleich zu 18–27 % auf dem Kontrollköder (Tabelle 2). Die höchste Lockwirkung (18 Anlandungen) wurde von Guavensaft-ASB unter allen neun ASBs verzeichnet, gefolgt von Pflaumensaft-ASB (13) und Mangosaft-ASB (11) gegen den NIMR-Stamm (Abb. 2). Relativ weniger Mücken landeten auf ASBs von Ananas (3), Wassermelone (5), Zuckermelone (5,5), Papaya (6), Orange (6,6) und süßer Zitrone (7) (p > 0,05). Die Landungen auf Kontrollscheiben (10 % Saccharoselösung) wurden in den drei Käfigen im Bereich von 8–12 festgestellt. Ebenso zeigten Screening-Bioassays mit dem AND-Stamm die höchsten Anlandungen bei Guavensaft-ASB (22), gefolgt von Pflaumensaft- (16) und Mangosaft-ASBs (12,5), während die Anzahl der Anlandungen bei Ananassaft-ASB (4,5) und am niedrigsten war mäßig bei süßen Zitronen- und Wassermelonen- (6), Papaya- und Zuckermelonen- (6,5) und Orangen- (7,5) ASBs (p < 0,05) (Abb. 2).

Screening-Assay, der die Anzahl der Anlandungen in Sonepat (NIMR-Stamm) und GVD-Delhi (AND-Stamm) von Anopheles stephensi auf drei ASBs zeigt, die zusammen mit der Kontrolle in einem Käfig platziert wurden. *Vier Wiederholungen mit jeweils n = 50, 25 Männern und 25 Frauen (1 Stunde in Abständen von 10 Minuten). Die Werte in den Balken stellen die Anzahl der Mückenlandungen dar; ASBs mit unterschiedlichen Buchstaben, die auf den Balken angegeben sind, unterscheiden sich signifikant (p < 0,05), berechnet durch eine einfaktorielle ANOVA, gefolgt von Tukeys paarweisem Mehrfachvergleichstest

Die Post-Screening-Assays mit den drei identifizierten wirksamen ASBs; Guaven-, Pflaumen- und Mangosaft-ASBs; zusammen mit einer Kontrolle zeigte das maximale Anziehungspotential von Guavensaft-ASB (16,5, 15) sowohl für den NIMR-Stamm als auch für den AND-Stamm von An. Stephensi (p < 0,05). Das Lockwirkungspotenzial von Pflaumensaft und Mangosaft-ASB betrug für den AND-Stamm 15,5 bzw. 14,5, während das Lockwirkungspotenzial dieser beiden ASBs (12) für den NIMR-Stamm gleich war (Abb. 3).

Post-Screening-Assay, der die Anzahl der Anlandungen in den An-Stämmen Sonepat (NIMR-Stamm) und GVD-Delhi zeigt. Stephensi über drei der effizientesten ASBs, die zusammen mit der Steuerung in einem Käfig untergebracht sind. *Vier Wiederholungen mit jeweils n = 50, 25 Männern und 25 Frauen (1 Stunde in Abständen von 10 Minuten). Die Werte in den Balken stellen die Anzahl der Mückenlandungen dar; ASBs mit unterschiedlichen Buchstaben, die auf den Balken angegeben sind, unterscheiden sich signifikant (p < 0,05), berechnet durch eine einfaktorielle ANOVA, gefolgt von Tukeys paarweisem Mehrfachvergleichstest

Das relative Lockstoffpotential (mittlere Anzahl der von den Ködern angezogenen Mücken/mittlere Anzahl der von der Kontrolle angezogenen Mücken) der drei getesteten ASBs im Vergleich zur Kontrolle in Post-Screening-Tests zeigte die höchste relative Anziehungskraft von Guavensaft-ASB gegenüber beiden Stämme von An. Stephensi verzeichnete einen Wert von 1,50 für den Stamm Sonepat (NIMR) und 1,37 für GVD-Delhi (Stamm AND), gefolgt von Pflaumensaft-ASB (1,29) gegen GVD-Delhi (Stamm AND). Die niedrigste relative Lockwirkung zeigte Pflaumensaft-ASB (1,20) für Sonepat (NIMR-Stamm) und Mangosaft-ASB (1,20) sowohl gegen Sonepat (NIMR-Stamm) als auch gegen GVD-Delhi (AND-Zug) von An. stephensi (Tabelle 3).

Auf der Grundlage der oben genannten Ergebnisse wurde der Guavensaft-ASB mit maximalem Lockpotenzial für Mücken zur Herstellung von ATSBs mit unterschiedlichen Dosierungen von Deltamethrin verwendet. Die Anzahl toter Mücken, die auf verschiedenen ATSBs aufgezeichnet wurden, korrelierte positiv mit der Deltamethrinkonzentration im ATSB. Nach 24-stündiger Lagerung betrug die prozentuale Mortalität mit ATSB, das 0,0015625–0,8 % Deltamethrin enthielt, 5,10–97,96 % gegen Sonepat (NIMR-Stamm) und 6,12–96,91 % gegen GVD-Delhi (AND-Stamm). Die niedrigste prozentuale Sterblichkeit bei Erwachsenen der Stämme Sonepat (Stamm NIMR) und GVD-Delhi (Stamm AND) wurde mit 5,10 % bzw. 6,12 % beobachtet, wobei ATSB 0,0015625 % Deltamethrin enthielt. Mit der steigenden Konzentration von Deltamethrin in der ATSB-Formulierung stieg auch die Erwachsenensterblichkeit bei beiden Stämmen. Die mit 0,03125 % und 0,0625 % Deltamethrin-ATSB verzeichnete Gesamtmortalität betrug 8,67 und 10,93 (p < 0,05) in Sonepat (NIMR-Stamm) im Vergleich zu nur 3,61 und 7,14 (p < 0,05) in GVD-Delhi (AND-Stamm) nach 24 Jahren h (Tabelle 4). Das ATSB mit 0,0125 %, 0,025 % und 0,05 % Deltamethrin verursachte eine Mortalität von 14,73–18,04 in Sonepat (Stamm NIMR), während in GVD-Delhi (Stamm AND) eine vergleichsweise geringere Mortalität im Bereich von 8,38 bis 17,71 erzielt wurde (p > 0,05) ( Tabelle 4). Die jeweilige Mortalität in diesen beiden Stämmen stieg mit ATSB mit 0,4 % Deltamethrin um das 15-fache bzw. 12-fache und mit 0,8 % Deltamethrin-ATSB um das 19-fache bzw. 16-fache (Tabelle 4).

Der ATSB-Käfig-Bioassay gegen Sonepat (NIMR-Stamm) ergab berechnete LC30-, LC50- und LC90-Werte von 0,17 mg Deltamethrin/10 ml, 0,61 mg Deltamethrin/10 ml bzw. 13,84 mg Deltamethrin/10 ml ATSB, während die entsprechenden Werte dagegen aufgezeichnet wurden GVD-Delhi (AND-Stamm) von An. Stephensi betrugen 0,25 mg Deltamethrin/10 ml, 0,73 mg Deltamethrin/10 ml bzw. 10,22 mg Deltamethrin/10 ml ATSB (Tabelle 5).

Das ATSB, eine gemischte Formulierung aus Fruchtsaft/Blütennektar, einem Toxin und einer Zuckerlösung, ist eine kürzlich entwickelte innovative Strategie gegen Mücken. Der ATSB-Ansatz gilt als wirksame, technisch einfache und kostengünstige Lösung zur Vermeidung der Probleme und Bedenken im Zusammenhang mit Kontaktinsektiziden [19], da der formulierte Köder mit natürlich zugänglichen Pflanzenzuckerquellen, der Nahrungs- und Energiequelle für die Insekten, konkurriert Mücken.

Die giftigen Zuckerköder (TSB), die eine Kombination aus Zucker und Giftstoff (Malathion) umfassen, wurden bereits früher zur Bekämpfung von Aedes aegypti eingesetzt [20]. Das Potenzial von TSBs, die verschiedene andere Insektizide (Bifenthrin, Cyfluthrin, Deltamethrin, Permethrin) enthalten, wurde gegen verschiedene Mückenarten getestet; Cx. quinquefasciatus, An. quadrimaculatus, Ae. taeniorhynchus, Culex nigripalpus und Aedes albopictus [16, 21, 22]. Obwohl sich Laborversuche mit diesen TSBs als wirksam erwiesen, konnten die Feldversuche aufgrund des Vorhandenseins natürlicher Zuckerquellen in der Umwelt keine Mücken anlocken und keine wirksamen Ergebnisse liefern. Daher wurde die Formulierung von ATSBs mit der Zugabe von Fruchtsäften, Blütennektar oder Insektenhonigtau empfohlen [23, 24].

Die vorliegende Studie identifizierte einen wirksamen Lockstoff, optimierte die Konzentration des Giftstoffs und formulierte einen wirksamen ATSB gegen den Malariavektor An. Stephensi. Die Wirksamkeit von ATSB wurde gegenüber dem NIMR-Stamm und dem AND-Stamm von An bewertet. Stephensi. Da der Lockstoff ein wesentlicher Bestandteil von ATSB ist, um die erwachsenen Mücken mit dem Köder anzulocken, wurden zunächst neun ASBs mit unterschiedlichen Fruchtsäften zubereitet und auf ihr Lockpotenzial gegenüber den beiden Stämmen untersucht. Die mit Guavensaft, Pflaumensaft und Mangosaft formulierten ASBs zeigten eine deutlich höhere Lockwirkung gegenüber beiden Stämmen im Vergleich zur Kontrolle (p < 0,05) und den übrigen ASBs mit anderen Fruchtsäften. Die Tests zur Ermittlung des relativen Anziehungspotenzials der Säfte zeigten die höchste Anziehungskraft von Guavensaft-ASB im Vergleich zu den übrigen Fruchtsaft-ASBs (p < 0,05) sowohl für den NIMR-Stamm als auch für den AND-Stamm. Die anderen beiden ASBs, die sich als wirksam erwiesen, waren Pflaumensaft-ASB und Mangosaft-ASB. Ähnliche Ergebnisse wurden in früheren Experimenten erhalten, als neun ASBs gegen zwei Laborstämme (den AND-Stamm von Ae. aegypti und den DL10-Stamm von Ae. aegypti) und zwei Feldstämme von Ae. aegypti getestet wurden. aegypti (SHD-Delhi und GVD-Delhi). Gegenüber allen vier Stämmen zeigte der Guavensaft-ASB das höchste Lockstoffpotenzial, gefolgt von Pflaumen- und Mangosaft-ASB. Allerdings besaß der Guavensaft-ASB ein 1,22- bis 1,4-fach höheres Anziehungspotential für An. stephensi-Stämme im Vergleich zu Ae. aegypti [17]. Die Optimierung der in ATSB-Formulierungen zuzusetzenden Toxindosierung gegen diese Ae. Aegypti-Stämme und Käfig- sowie Feld-Bioassays sind in Arbeit.

Ähnliche Studien wurden in Bagamoyo, Tansania, durchgeführt, um das Anziehungspotenzial von sieben ASBs auf Anopheles arabiensis, Banane (Muso), Guave (Psidium guajava), Mango (Mangifera indica), Orange (Citrus sinensis), Papaya (Carica papaya) und Tomate zu bewerten (Solanum lycopersicum) und Wassermelonenmark (Citrullus lanatus) und zeigten ein signifikantes Lockstoffpotenzial von Orangensaft-ASB > Tomatensaft-ASB > Guavensaft-ASB [25]. In Mali haben Muller et al. [23] bewerteten das Lockwirkungspotenzial von lokal verfügbaren 26 Arten von Früchten/Samenkapseln und 26 verschiedenen Blütenpflanzen für den Malariaüberträger Anopheles gambiae und zeigten ein signifikantes Lockwirkungspotenzial der 6 Obstarten und 9 Blütenpflanzenarten, wobei Acacia Macrostachya als identifiziert wurde attraktivste Blütenpflanze, während Guave und Warzenmelone (Cucumis melo) die attraktivsten Früchte sind.

Die aktuelle Studie formulierte ein ATSB mit Guavensaft-ASB und der toxischen Komponente Deltamethrin. Es wurden neun ATSBs hergestellt, die unterschiedliche Konzentrationen an Deltamethrin enthielten, und gegen beide An-Stämme getestet. Stephensi, um ihre Wirksamkeit zu bestimmen. Die Tests zeigten eine dosisabhängige Wirkung von ATSBs, die zu einer höheren Mortalität von An führte. stephensi-Erwachsene mit der steigenden Deltamethrin-Konzentration im ATSB, dem 0,8 %igen Deltamethrin-ATSB, verzeichneten eine Mortalität von 97,96 % im NIMR-Stamm und 96,91 % im AND-Stamm von An. Stephensi. Die mit ATSBs aufgezeichneten LC50-Werte betrugen 0,061 % und 0,073 % gegenüber dem NIMR-Stamm und dem AND-Stamm von An. stephensi jeweils 24 Stunden nach Einführung verschiedener ATSB-Dosierungen.

Ähnliche Tests mit verschiedenen Guavensaft-ASBs in Kombination mit 0,5 % Chlorfenapyr, 2 % Borsäure oder 1 % Tolfenpyrad führten zu einer Mortalität von > 90 % in der Pyrethroid-empfindlichen Population von An. gambiae sowie Pyrethroid-resistente Populationen von An. arabiensis und Cx. Quinquefasciatus. Allerdings könnten die Hüttenversuche mit diesen ATSBs in An nur zu einer Sterblichkeit von 41–48 % führen. arabiensis und 36–43 % Mortalität bei Cx. quinquefasciatus [26]. Ebenso führte ATSB, formuliert mit Mangosaft, Guavensaft, braunem Zucker und Borsäure, zu einer 100-prozentigen Sterblichkeit von Ae. albopictus in Laborversuchen, während die Sterblichkeit in Halbfeldversuchen bei 95 % bzw. 58 % lag [27].

Der Bioassay mit ATSB, enthaltend Guavensaft-ASB und 0,2–2 % Borsäure oder 0,05–0,5 % Chlorfenapyr gegen An. gambiae zeigte eine 100-prozentige Mortalität bei 2 % Borsäure und 0,5 % Chlorfenapyr sowohl gegen die anfälligen (Kisumu) als auch gegen die resistenten (M'bé) Stämme [28]. In Mali verursachte ATSB, das Guave und Honigmelonensaft (1:1), Zucker und Borsäure enthielt, einen Bevölkerungsrückgang von 83,78 % bei An. gambiae innerhalb eines Monats nach seiner Anwendung [23], während in Israel die gleiche Formulierung An fast 90 % reduzierte. Gambiae-Population kurz nach 1 Woche [29]. Eine weitere in Israel durchgeführte Studie mit ATSB (75 % Saft von Opuntia ficus-indica, 5 % Wein, 20 % brauner Zucker, 1 % BaitStab™ und 1 % Borsäure) reduzierte die täglichen Überlebensraten von Anopheles-Arten [19].

In einer aktuellen Studie wurde im ATSB ein Kontaktinsektizid, Deltamethrin, gegen An untersucht. Stephensi, der sich bei der Bekämpfung der Mückenpopulation im Feld als wirksam erwiesen hat. Bisher wurden nur begrenzte Studien mit Kontaktinsektiziden (ATSBs) durchgeführt. Die meisten ATSB-Studien wurden mit Ködern durchgeführt, die orale Giftstoffe wie Dinotefuran, Spinosad, Chlorfenapyr und Borsäure enthielten. Die Wirksamkeit von drei ATSBs, zwei davon enthalten orale Giftstoffe – 1,0 % Borsäure, 0,5 % Dinotefuran; und einer mit dem Kontaktgiftstoff – 0,1 % Deltamethrin – wurde sowohl gegen anfällige als auch gegen Deltamethrin-resistente Cx-Stämme getestet. quinquefasciatus [30]. Die Ergebnisse zeigten eine höhere Wirksamkeit aller ATSBs gegen resistente Populationen als gegen anfällige, was wahrscheinlich auf die geringere Überlebensfähigkeit der resistenten Population in den Feldern zurückzuführen ist. Im Vergleich zu ATSBs, die Borsäure und Dinotefuran enthielten, war die Wirksamkeit von Deltamethrin-haltigen ATSB gegenüber der Deltamethrin-resistenten Bevölkerung geringer. Es wurde vermutet, dass die resistente Population aufgrund der unterschiedlichen Wirkmechanismen und des Fehlens einer Kreuzresistenz gegenüber Deltamethrin anfälliger für Borsäure und Dinotefuran als für Deltamethrin war [30].

Derzeit ist das Malaria-Überträgermanagement auf die in IRS und LLINs verwendeten Pyrethroide angewiesen, was zur Entwicklung einer Resistenz bei Mücken geführt hat [5]. Es gibt Hinweise darauf, dass pyrethroidresistente ausgewachsene Mücken aufgrund der metabolischen Entgiftung oder der Unempfindlichkeit der Zielstelle eine Kreuzresistenz gegen andere Insektizide mit demselben Wirkmechanismus entwickelt haben [31]. Solche Studien deuten darauf hin, dass Mücken aufgrund der Verwendung von Giftstoffen mit dem gleichen Wirkmechanismus wie Pyrethroiden die Fähigkeit haben, eine Resistenz gegen ATSBs zu entwickeln. Bisher wurden jedoch keine derartigen Studien durchgeführt. Es wird angenommen und empfohlen, dass die Rotation von Giftstoffen mit unterschiedlichen Wirkmechanismen in ATSBs nicht nur die Probleme mildern kann, die mit dem zusätzlichen Druck verbunden sind, der die Entwicklung einer Pyrethroidresistenz auslöst, sondern auch zu einer Umkehrung der Resistenz im Feld führen kann, wie dies für andere Interventionen vorgeschlagen wird .

ATSB-Methoden wurden als wirksame Instrumente für die Mückenbekämpfung auf den Feldern vorgeschlagen. Allerdings wurden in nur sehr wenigen Berichten die mit ihrer Verwendung verbundenen Umweltbedenken bewertet und daher müssen ihre Auswirkungen auf Nichtzielgruppen umfassend untersucht werden. Die verfügbaren Berichte deuten darauf hin, dass ihre Verwendung in nicht blühenden Gebieten im Vergleich zu blühenden Gebieten sicherer ist. Eugenolhaltiges ATSB wird zur Bekämpfung von Ae versprüht. Albopictus wirkte sich bei der Anwendung in der blühenden Vegetation auf 5,5 % der untersuchten Nichtzielinsekten aus, während nur 0,6 % der Insekten, die sich unter nicht blühenden Bedingungen vom ATSB ernährten, ein Hinweis auf die Sicherheit des Köders im Feld waren [32]. Ebenso zeigte Knoblauchöl enthaltendes ATSB gegen die Anopheles sergentii-Population minimale Auswirkungen auf Nichtzielinsekten, wenn es auf Blätter nicht blühender Pflanzen im Vergleich zu blühenden Pflanzen aufgetragen wurde [33]. Berichte über die nicht zielgerichtete Wirkung von ATSB-Pyrethroiden fehlen noch. Angesichts ihrer bekannten Sicherheit gegen Nichtzielinsekten sind sie jedoch plausible Werkzeuge für die Mückenbekämpfung im Feld.

Basierend auf den Ergebnissen der aktuellen Laborstudie wird die Durchführung umfangreicher Arbeiten zur Einrichtung von Versuchen zur Bewertung der entwickelten Guave + Deltamethrin-ATSB-Formulierung unter Feldbedingungen vorgeschlagen, um die Machbarkeit der Verwendung dieses Ansatzes bei der Mückenbekämpfung zu bewerten.

Die aktuelle Studie erstellte eine ATSB-Formulierung gegen den NIMR-Stamm und den AND-Stamm von An. Stephensi. Vor- und Screening-Bioassays mit neun Fruchtsäften zeigten das signifikante Lockstoffpotenzial von Guavensaft-ASB, Pflaumensaft-ASB und Mangosaft-ASB in dieser Reihenfolge. Weitere Studien ermittelten die maximale Wirksamkeit von Guavensaft-ASB, der dann mit unterschiedlichen Konzentrationen Deltamethrin gemischt wurde, um die Toxindosierung zu optimieren. Die ATSB-Formulierung mit 0,8 % Deltamethrin verursachte die höchste Mortalität (97,96–96,91 %) sowohl gegen den NIMR- als auch gegen den AND-Stämme von An. stephensi innerhalb von 24 Stunden nach der Behandlung. Die restlichen Formulierungen verursachten eine Mortalität von 5,10–77,49 %, obwohl alle Formulierungen nach 48 Stunden zur vollständigen Sterblichkeit bei Erwachsenen führten. Diese Studien zeigten die Wirksamkeit von formuliertem ATSB gegen An. stephensi, unabhängig von ihrer Pyrethroid-Anfälligkeit. Es wird empfohlen, dass die Anwendung von ATSB im Freien als wahrscheinliches Instrument für mögliche Auswirkungen auf die Prävalenz von Vektoren und Krankheitsübertragungen im Freien genutzt werden könnte.

Alle im Rahmen dieser Studie generierten oder analysierten Daten sind in diesem Artikel enthalten.

Acharya Narendra Dev

Attraktiver Zuckerköder

Attraktiver giftiger Zuckerköder

Govindpuri

Restsprays im Innenbereich

Ionotrope Rezeptoren

Mit Insektiziden behandelte Netze

Tödliche Konzentration

Tödliche Zeit

Nationales Institut für Malariaforschung

Geruchsrezeptoren

Giftige Zuckerköder

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Die Autoren danken dem Direktor des ICMR-NIMR, Delhi, Indien für die Bereitstellung von Sonepat (NIMR-Stamm) von An. stephensi und kontinuierliche Unterstützung bei der Durchführung der Forschung. Herzlicher Dank geht an den Rektor des Acharya Narendra Dev College der Universität Delhi für die Bereitstellung von Einrichtungen und Infrastruktur.

Diese Arbeit wurde vom Indian Council of Medical Research-MERA India (Grant No. MERA/3/2020-ECD-II) unterstützt.

Kamaraju Raghavendra

Aktuelle Adresse: H. No. 28 B, Block ED, Pitampura, Delhi, 110 088, Indien

Abteilung für Zoologie, Acharya Narendra Dev College, Universität Delhi, Kalkaji, Neu-Delhi, 110 019, Indien

Sarita Kumar, Aarti Sharma, Roopa Rani Samal, Manoj Kumar und Ravinder Kumar Sagar

ICMR-National Institute of Malaria Research, Sektor 8, Dwarka, Neu-Delhi, 110 077, Indien

Vaishali Verma, Shri Pati Singh und Kamaraju Raghavendra

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AS, RRS und MK führten die Experimente durch und verfassten das Manuskript. AS, VV und RRS entwarfen die von KR, SK und SPS betreuten Experimente. Die statistische Auswertung der Ergebnisse erfolgte durch AS, RRS und RKS. Alle Autoren waren an der Erstellung des Manuskripts beteiligt. Das Manuskript wurde von allen überprüft und angenommen. Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Korrespondenz mit Sarita Kumar.

An der Studie sind keine Menschen beteiligt.

Unzutreffend.

Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden Interessen haben.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Kumar, S., Sharma, A., Samal, RR et al. Laborbewertung der Wirksamkeit einer mit Deltamethrin versetzten, attraktiven, toxischen Zuckerköderformulierung bei Anopheles stephensi. Malar J 22, 92 (2023). https://doi.org/10.1186/s12936-023-04524-3

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Eingegangen: 29. November 2022

Angenommen: 06. März 2023

Veröffentlicht: 11. März 2023

DOI: https://doi.org/10.1186/s12936-023-04524-3

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