Abstract Background Resistance to major public health insecticides in Côte d’Ivoire has intensified and now threatens the long-term effectiveness of malaria vector control interventions. Methods This study evaluated the bioefficacy of conventional and next-generation long-lasting insecticidal nets (LLINs), determined resistance profiles, and characterized molecular and metabolic mechanisms in wild Anopheles coluzzii from South-East Côte d’Ivoire in 2019. Results Phenotypic resistance was intense: more than 25% of mosquitoes survived exposure to ten times the doses of pyrethroids required to kill susceptible populations. Similarly, 24-hour mortality to deltamethrin-only LLINs was very low and not significantly different to an untreated net. Sub-lethal pyrethroid exposure did not induce significant delayed vector mortality 72 hours later. In contrast, LLINs containing the synergist piperonyl butoxide (PBO), or new insecticides, clothianidin and chlorfenapyr, were highly toxic to An. coluzzii . Pyrethroid-susceptible An. coluzzii were significantly more likely to be infected with malaria, compared to those that survived insecticidal exposure. Pyrethroid resistance was associated with significant over-expression of CYP6P4, CPY6Z1 and CYP6P3 . Conclusions Study findings raise concerns regarding the operational failure of standard LLINs and support the urgent deployment of vector control interventions incorporating PBO, chlorfenapyr or clothianidin in areas of high resistance intensity in Côte d’Ivoire.

Abstract Background Insecticide resistance among mosquito species is now a pervasive phenomenon, which threatens to jeopardise global malaria vector control efforts. Evidence of links between the mosquito microbiota and insecticide resistance is emerging, with significant enrichment of insecticide degrading bacteria and enzymes in resistant populations. Using 16S rRNA amplicon sequencing, we characterised and compared the microbiota of Anopheles ( An. ) coluzzii in relation to their deltamethrin resistance and exposure profiles. Results Comparisons between 2-3 day old deltamethrin resistant and susceptible mosquitoes, demonstrated significant differences in microbiota diversity (PERMANOVA, pseudo-F = 19.44, p=0.0015). Ochrobactrum, Lysinibacillus and Stenotrophomonas genera, each of which comprised insecticide degrading species, were significantly enriched in resistant mosquitoes. Susceptible mosquitoes had a significant reduction in alpha diversity compared to resistant individuals (Shannon index: H=13.91, q=0.0003, Faith’s phylogenetic diversity: H=6.68, q=0.01), with Asaia and Serratia dominating microbial profiles. There was no significant difference in deltamethrin exposed and unexposed 5-6 day old individuals, suggesting that insecticide exposure had minimal impact on microbial composition. Serratia and Asaia were also dominant in 5-6 day old mosquitoes, regardless of exposure or phenotype, and had reduced microbial diversity compared with 2-3 day old mosquitoes. Conclusions Our findings revealed significant alterations of An. coluzzii microbiota associated with deltamethrin resistance, highlighting the potential for identification of novel microbial markers for insecticide resistance surveillance. qPCR detection of Serratia and Asaia was consistent with 16S rRNA sequencing, suggesting that population level field screening of the bacterial microbiota may be feasibly integrated into wider resistance monitoring if reliable and reproducible markers associated with phenotype can be identified.

Abstract The invasion and establishment of An. stephensi mosquitoes in the Horn of Africa represents a significant regional threat, which may jeopardise malaria control, particularly in urban areas which were formally free from disease transmission. Novel vector surveillance methods are urgently needed, both agnostic to mosquito larval morphology, and simple to implement at the sampling stage. Using new multiplex TaqMan assays, specifically targeting An. stephensi and Ae. aegypti , we validated the use of environmental DNA (eDNA) for simultaneous vector detection in shared artificial breeding sites. Study findings demonstrated that An. stephensi and Ae. aegypti eDNA deposited by as few as one second instar larva in 1L of water was detectable. Characterization of molecular insecticide resistance mechanisms, using novel amplicon-sequencing panels for both vector species, was possible from eDNA shed by as few as 32 second instar larvae in 50ml of water. An. stephensi eDNA, derived from emergent pupae for 24 hours, was remarkably stable, and still detectable ~2 weeks later. eDNA surveillance has the potential to be implemented in local endemic communities and points of country entry, to monitor the spread of invasive vector species. Further studies are required to validate the feasibility of this technique under field conditions.