Project

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Evaluating near-infrared technology (NIRS) for identification of malaria infected mosquitoes as a tool for malaria control programs in sub-Saharan Africa

Applicant Ferreira Maia Marta
Number 164444
Funding scheme Marie Heim-Voegtlin grants
Research institution Abt. öff. Gesundheitswesen und Epidemiologie Schweizerisches Tropen- und Public Health-Institut
Institution of higher education University of Basel - BS
Main discipline Ecology
Start/End 01.08.2016 - 31.07.2018
Approved amount 232'245.00
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All Disciplines (2)

Discipline
Ecology
Infectious Diseases

Keywords (8)

malaria; near-infrared spectroscopy; vector; Anopheles; Plasmodium falciparum; monitoring & evaluation; transmission

Lay Summary (German)

Lead
Nah-Infrarotspektroskopie (NIRS) zur Erkennung von Malaria Infektionen in Mücken
Lay summary

Malaria ist ein großer Belastungsfaktor für die Entwicklung in endemischen Ländern und einer der führenden Gründe für Sterbefälle von Kindern unter 5 Jahren in Sub-Sahara Afrika. Während des letzten Jahrzehnts wurden in dem Kampf gegen diese Krankheit große Bemühungen unternommen und resultierten in einen erheblichen Rückgang der Malaria Fälle. In der Tat haben einige Länder bekannt gegeben, die Phase der Malaria Elimination erreicht zu haben. In dieser Phase ist es wichtig neu auftretende Fälle in der menschlichen Bevölkerung, aber auch neue Infektionen in der Mückenbevölkerung zu beobachten, um ausfindig zu machen wo Malaria noch weiterhin übertragen wird oder hohes Risiko besteht neu aufzutreten. Gegenwärtig sammeln die meisten Malaria-Kontroll-Programme klinische und demografische Daten, wobei entomologische Daten oft vernachlässigt werden. Die Gründe sind zurückzuführen auf logistische Schwierigkeiten und einen Mangel an qualifizierten Entomologen. Das laufende Projekt beabsichtigt die Testung und Optimierung der neuartigen Technik zur Erkennung von Malaria Infektionen in Mücken mittels Nah-Infrarotspektroskopie (NIRS), um damit verbleibende Gebiete mit Malariaübertragungen zu identifizieren. Die gleiche Technologie liefert zugleich erwiesenermaßen Informationen über die Spezies der Mücken und deren Alter. Beides sind wichtige Informationen, die von Malaria-Kontroll-Programmen gebraucht werden, da Mücken unterschiedlicher Spezies unterschiedliches Verhalten aufweisen und nur Mücken älter als 8 Tage Malaria übertragen können. Wenn erfolgreich, kann dieses Tool für Malaria-Kontroll-Programme in Sub-Sahara Afrika eine benutzerfreundliche Methode darstellen, da ein Gerät essentielle entomologische Daten in weniger als einer Sekunde pro Mücke liefert, wobei nur wenige qualifizierte Mitarbeiter gebraucht werden, ohne zusätzlich erforderliche Materialien und mit niedrigen Wartungskosten.

 

Direct link to Lay Summary Last update: 24.01.2016

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
University of Glasgow Great Britain and Northern Ireland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
- Research Infrastructure
KEMRI Wellcome Trust Programme Kenya (Africa)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
- Research Infrastructure

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
Initiative to develop African leaders (IDeAL) Midterm Conference and KEMRI – Wellcome’s Decade Celebration of Research Capacity Building within the Region Talk given at a conference Near Infrared spectroscopy for identifying Plasmodium falciparum infected Anopheles gambiae s.s. 20.06.2018 Nairobi, Kenya Ferreira Maia Marta;
7th MIM Pan African Malaria Conference Poster Near Infrared spectroscopy for identifying Plasmodium falciparum infected Anopheles gambiae s.s. 15.04.2018 Dakar, Senegal Ferreira Maia Marta;


Knowledge transfer events

Active participation

Title Type of contribution Date Place Persons involved


Communication with the public

Communication Title Media Place Year
Media relations: radio, television Jukwaa la Utafiti Baraka FM International 2018

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
181590 Identification of Plasmodium falciparum infection in mosquitoes using Near infrared spectroscopy 01.08.2018 Marie Heim-Voegtlin grants

Abstract

Malaria is a major constraint to development in endemic countries and is one of the leading causes of death of children under 5 years old in sub-Saharan Africa. Great reductions in malaria burden have been observed across the region as a result of malaria control programs (WHO 2015b). Currently many countries in sub-Saharan Africa have announced they are entering into elimination phase (WHO 2015b). At this stage the monitoring and evaluation (M&E) of malaria transmission should be considered as a core intervention in order not to compromise the success reached so far (WHO 2015a). Among others, M&E of malaria transmission requires continuous entomological data collection. Important information can be gathered in the field by measuring vector biting times, indoor/outdoor biting ratio, seasonal abundance, host preference, species composition and entomological inoculation rates (EIR). Currently molecular methods are needed for species identification of mosquitoes of the same species complex and infection detection. These are time-consuming and relatively expensive, limiting the amount of mosquitoes that can be analysed. Near-infrared spectroscopy (NIRS) is a tool that has been proven to distinguish the main malaria vector species and age-grade the mosquito by measuring changes in the absorbance spectra from its cuticle. It is a non-destructive method, requires no consumables and allows the scanning of thousands of preserved mosquitoes in one day (Mayagaya et al. 2009). Unpublished data has proven that NIRS can effectively distinguish Wolbachia infected Aedes aegypti mosquitoes. I hypothesize that NIRS can distinguish a Plasmodium infected from an uninfected mosquito and propose to scan infected and non-infected mosquitoes to determine if the near-infrared absorbance spectrum changes with infection status. If NIRS technology is proven capable of delivering data on species, age and infection status it can become a powerful monitoring tool for malaria control programs around sub-Saharan Africa as one device will deliver most of the entomological data required in less than a second per mosquito. ReferencesMayagaya, V., Ntamatungiro, A., Moore, S., Wirtz, R., Dowell, F. and Maia, M. (2015) 'Evaluating preservation methods for identifying Anopheles gambiae s.s. and Anopheles arabiensis complex mosquitoes species using near infra-red spectroscopy', Parasit Vectors, 8(1), 60.WHO (2015a) Global technical strategy for malaria 2016-2030, Geneva.WHO (2015b) World Malaria Report 2014, Geneva.
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