Ivermectin as a possible control agent for the tsetse fly, Glossina morsitans

Abstract Ivermectin produced 100% mortality in adult teneral males, mature males and fertile females of Glossina morsitans morsitans following a single meal of defibrinated pig blood containing concentrations of 0.1, 1.6 or >1.6 μg ml −1 respectively. The lethal concentration was reduced to <0.04 μg ml −1 for teneral males when fed repeatedly on treated blood. When pregnant females were fed a single blood meal containing ivermectin (0.08 μg ml −1 ) on the day after their first larviposition, followed by normal blood meals, no offspring were produced in the subsequent reproductive cycle but full recovery occurred thereafter. A dose dependent decline in fecundity was measured and data were subjected to Probit analysis. Thus estimates were made of ivermectin concentrations in the peripheral blood of treated animals by measuring the reduction in fecundity induced in flies fed on such blood. Indications are that with subcutaneous injections at least, amounts greatly in excess of the recommended clinical dose would be required to achieve levels lethal to feeding flies following a single blood meal. Oral treatment of a horse with twice the anthelmintic dose of ivermectin (0.4 mg kg −1 ) produced a maximum concentration in the blood of about 0.14 μg ml −1 within 24 h and this was adequate to reduce tsetse fecundity to zero following a single meal. Such levels in a single blood meal were also sufficient to shorten the life expectancy of teneral male flies. The half‐life of ivermectin in the horse was approximately 5–6 days with a maximum of 2.4% of ingested material entering the peripheral circulation. A cow treated with injectable ivermectin (0.2 mg kg −1 ) produced maximum blood levels of about 0.005 μg ml −1 after one week; this was only 0.17% of the administered dose and sufficient to reduce fecundity in female flies to 50% of normal following a single blood meal. Such levels in a single blood meal had no effect on the longevity of flies. However, at least half the maximum activity was present in the circulation between 3 and 14 days following injection. Repeated feeding on the blood of a treated animal reduced considerably the dose of ivermectin required to produce a given effect. The fecundity of female flies was reduced to zero by repeated feeding on blood taken from the horse 8 days after treatment, and even after 15 days the blood of the horse contained sufficient drug to reduce fly fecundity to 50% of normal. Thus where domestic animals constitute major hosts of tsetse, treatment with ivermectin can be expected to achieve some measure of fly population reduction. RÉSUMÉ L'ivermectine comme moyen de lutte utilisable contre la mouche tsé‐tsé, Glossina morsitans. Après un repas unique de sang de porc défibrillé contenant 0,1; 1,6 ou plus de 1,6 μg ml −1 d'ivermectine, tous les mǎles jeunes non encore alimentes, tous les mǎles adultes et toutes les femelles fécondes de Glossina morsitans morsitans sont tués. Les concentrations léthales ont été réduites à moins de 0,04 μg ml −1 pour les jeunes mǎles quand on les a alimentés régulièrement sur du sang traité. Quand des femelles en gestation ont été alimentées, le jour après leur première parturition, avec un seul repas de sang contenant 0,08 μg ml −1 d'ivermectine, et ensuite avec des repas de sang normal, il n'y a pas eu production de descendants pendant le cycle suivant, bien qu'une restauration totale ait eu lieu par la suite. Une diminution de la fécondité en relation avec la dose a été enregistrée, et les données soumisses à un test Probit. Ainsi des estimations de la concentration en ivermectine du sang périphérique des animaux traités ont été obtenues en mesurant la réduction de la fécondité induite chez les mouches ayant consommé ce sang. Ceci montre qu'une dose absorbée de 4 mg kg −1 , ou une injection souscuta‐née de 16 mg kg −1 , seraient nécessaires pour obtenir le seuil létal chez des mouches alimentées après un repas de sang unique, c'est‐à‐dire 20 fois la dose absorbée et 80 fois la dose subcutanée nécessaires contre les nématodes gastrointestinaux. Le traitement par voie buccale d'un cheval avec 2 fois la dose vermifuge d'ivermectine (0,4 mg kg −1 ) provoque dans les 24 heures des taux sanguins suffisants pour réduire la fécondité jusqu'à zéro après un seul repas de sang. La demi‐vie dans le cheval a été approximativement de 5 à 6 jours avec une pénétration dans la circulation périphérique d'une quantité maximale de 2,4% de l'ivermectine absorbée. Une vache traitée avec de l'ivermectine injectable (0,2 mg kg −1 ) atteint la teneur sanguine maximale au bout d'une semain; celle‐ci, correspondant seulement à 0,17% de la quantité administrée, était suffisante pour réduire de 50% la fécondité des mouches après un repas unique de sang. Cependant, entre les 3ème et 14ème jours suivant l'injection, la circulation sanguine présente au moins la moitié de l'activité maximale. Des repas répétés sur le sang des animaux traités réduisent considérablement la dose d'ivermectine nécessaire pour produire un effet donné. La fécondité des mouches devient nulle après des repas répétés sur le sang d'un cheval 8 jours après le traitement; et měme après 15 jours, le sang de ce cheval contient suffisamment de produits pour abaisser la fécondité des mouches de 50%. Ainsi, là où les animaux domestiques constituent les principaux hǒtes de la mouche tsé‐tsé, avec le traitement à l'ivermectine, on peut espérer réduire d'une façon efficace la population de mouches.