Malaria mbetet një shkak kryesor i vdekjes dhe sëmundjeve në Afrikë, me barrën më të madhe tek fëmijët nën 5 vjeç. Mjetet më efektive për parandalimin e sëmundjes janë agjentët insekticidë të kontrollit të vektorëve që synojnë mushkonjat e rritura Anopheles. Si rezultat i përdorimit të gjerë të këtyre ndërhyrjeve, rezistenca ndaj klasave më të përdorura të insekticideve është tani e përhapur në të gjithë Afrikën. Të kuptuarit e mekanizmave themelorë që çojnë në këtë fenotip është thelbësore si për të ndjekur përhapjen e rezistencës ashtu edhe për të zhvilluar mjete të reja për ta kapërcyer atë.
Në këtë studim, ne krahasuam përbërjen e mikrobiomës së popullatave Anopheles gambiae, Anopheles cruzi dhe Anopheles arabiensis rezistente ndaj insekticideve nga Burkina Faso me popullata të ndjeshme ndaj insekticideve, gjithashtu nga Etiopia.
Ne nuk gjetëm dallime në përbërjen e mikrobiotës midis rezistentëve ndaj insekticideve dheinsekticid-popullata të ndjeshme në Burkina Faso. Ky rezultat u konfirmua nga studimet laboratorike të kolonive nga dy vende të Burkina Fasos. Në të kundërt, te mushkonjat Anopheles arabiensis nga Etiopia, u vunë re dallime të qarta në përbërjen e mikrobiotës midis atyre që ngordhën dhe atyre që mbijetuan ekspozimin ndaj insekticideve. Për të hetuar më tej rezistencën e kësaj popullate Anopheles arabiensis, ne kryem sekuencimin e ARN-së dhe gjetëm shprehje diferenciale të gjeneve të detoksifikimit të shoqëruara me rezistencën ndaj insekticideve, si dhe ndryshime në kanalet jonike të frymëmarrjes, metabolike dhe sinaptike.
Rezultatet tona sugjerojnë që në disa raste, mikrobiota mund të kontribuojë në zhvillimin e rezistencës ndaj insekticideve, përveç ndryshimeve në transkriptome.
Edhe pse rezistenca shpesh përshkruhet si një komponent gjenetik i vektorit Anopheles, studimet e fundit kanë treguar se mikrobioma ndryshon në përgjigje të ekspozimit ndaj insekticideve, duke sugjeruar një rol për këto organizma në rezistencë. Në të vërtetë, studimet e vektorëve të mushkonjave Anopheles gambiae në Amerikën Jugore dhe Qendrore kanë treguar ndryshime të rëndësishme në mikrobiomën epidermale pas ekspozimit ndaj piretroideve, si dhe ndryshime në mikrobiomën e përgjithshme pas ekspozimit ndaj organofosfateve. Në Afrikë, rezistenca ndaj piretroideve është shoqëruar me ndryshime në përbërjen e mikrobiotës në Kamerun, Kenia dhe Bregun e Fildishtë, ndërsa Anopheles gambiae të adaptuara në laborator kanë treguar ndryshime në mikrobiotën e tyre pas përzgjedhjes për rezistencë ndaj piretroideve. Për më tepër, trajtimi eksperimental me antibiotikë dhe shtimi i baktereve të njohura në mushkonjat Anopheles arabiensis të kolonizuara në laborator treguan tolerancë të shtuar ndaj piretroideve. Së bashku, këto të dhëna sugjerojnë që rezistenca ndaj insekticideve mund të lidhet me mikrobiomën e mushkonjave dhe se ky aspekt i rezistencës ndaj insekticideve mund të shfrytëzohet për kontrollin e vektorit të sëmundjes.
Në këtë studim, ne përdorëm sekuencimin 16S për të përcaktuar nëse mikrobiota e mushkonjave të kolonizuara në laborator dhe të mbledhura në terren në Afrikën Perëndimore dhe Lindore ndryshonte midis atyre që mbijetuan dhe atyre që vdiqën pas ekspozimit ndaj deltametrinës piretroide. Në kontekstin e rezistencës ndaj insekticideve, krahasimi i mikrobiotës nga rajone të ndryshme të Afrikës me specie dhe nivele të ndryshme rezistence mund të ndihmojë në kuptimin e ndikimeve rajonale në komunitetet mikrobike. Kolonitë laboratorike ishin nga Burkina Faso dhe u rritën në dy laboratorë të ndryshëm evropianë (An. coluzzii në Gjermani dhe An. arabiensis në Mbretërinë e Bashkuar), mushkonjat nga Burkina Faso përfaqësonin të tre speciet e kompleksit të specieve An. gambiae, dhe mushkonjat nga Etiopia përfaqësonin An. arabiensis. Këtu, ne tregojmë se Anopheles arabiensis nga Etiopia kishte nënshkrime të dallueshme të mikrobiotës në mushkonjat e gjalla dhe të ngordhura, ndërsa Anopheles arabiensis nga Burkina Faso dhe dy laboratorë jo. Qëllimi i këtij studimi është të hetojë më tej rezistencën ndaj insekticideve. Ne kryem sekuencimin e ARN-së në popullatat e Anopheles arabiensis dhe zbuluam se gjenet e lidhura me rezistencën ndaj insekticideve ishin të rritura, ndërsa gjenet e lidhura me frymëmarrjen ishin përgjithësisht të ndryshuara. Integrimi i këtyre të dhënave me një popullatë të dytë nga Etiopia identifikoi gjenet kryesore të detoksifikimit në rajon. Krahasimi i mëtejshëm me Anopheles arabiensis nga Burkina Faso zbuloi ndryshime të rëndësishme në profilet e transkriptomave, por prapë identifikoi katër gjene kryesore të detoksifikimit që ishin të shprehura tepër në të gjithë Afrikën.
Mushkonjat e gjalla dhe të ngordhura të secilës specie nga secili rajon u sekuencuan më pas duke përdorur sekuencimin 16S dhe u llogaritën bollëqet relative. Nuk u vunë re ndryshime në diversitetin alfa, duke treguar se nuk kishte ndryshime në pasurinë e njësive taksonomike operative (OTU); megjithatë, diversiteti beta ndryshonte ndjeshëm midis vendeve, dhe termat e ndërveprimit për vendin dhe statusin gjallë/të vdekur (PANOVA = 0.001 dhe 0.008, përkatësisht) treguan se ekzistonte diversitet midis këtyre faktorëve. Nuk u vunë re ndryshime në variancën beta midis vendeve, duke treguar varianca të ngjashme midis grupeve. Grafiku i shkallëzimit shumëvariabël Bray-Curtis (Figura 2A) tregoi se mostrat ishin kryesisht të ndara sipas vendndodhjes, por kishte disa përjashtime të dukshme. Disa mostra nga komuniteti An. arabiensis dhe një mostër nga komuniteti An. coluzzii mbivendoseshin me një mostër nga Burkina Faso, ndërsa një mostër nga mostrat An. arabiensis nga Burkina Faso mbivendosej me mostrën e komunitetit An. arabiensis, gjë që mund të tregojë se mikrobiota origjinale u ruajt rastësisht gjatë shumë brezave dhe nëpër rajone të shumta. Mostrat e Burkina Fasos nuk ishin të ndara qartë sipas specieve; Kjo mungesë ndarjeje pritej, pasi individët u bashkuan më pas pavarësisht se kishin origjinën nga mjedise të ndryshme larvore. Në të vërtetë, studimet kanë treguar se ndarja e një kamare ekologjike gjatë fazës ujore mund të ndikojë ndjeshëm në përbërjen e mikrobiotës [50]. Është interesante se, ndërsa mostrat dhe komunitetet e mushkonjave të Burkina Fasos nuk treguan ndryshime në mbijetesën ose vdekshmërinë e mushkonjave pas ekspozimit ndaj insekticideve, mostrat etiopiane ishin qartësisht të ndara, duke sugjeruar që përbërja e mikrobiotës në këto mostra Anopheles është e lidhur me rezistencën ndaj insekticideve. Mostrat u mblodhën nga i njëjti vendndodhje, gjë që mund të shpjegojë lidhjen më të fortë.
Rezistenca ndaj insekticideve piretroide është një fenotip kompleks, dhe ndërsa ndryshimet në metabolizëm dhe objektiva janë studiuar relativisht mirë, ndryshimet në mikrobiotë sapo kanë filluar të eksplorohen. Në këtë studim, ne tregojmë se ndryshimet në mikrobiotë mund të jenë më të rëndësishme në popullata të caktuara; ne karakterizojmë më tej rezistencën ndaj insekticideve në Anopheles arabiensis nga Bahir Dar dhe tregojmë ndryshime në transkriptet e njohura të lidhura me rezistencën, si dhe ndryshime të rëndësishme në gjenet e lidhura me frymëmarrjen që ishin gjithashtu të dukshme në një studim të mëparshëm të ARN-së të popullatave të Anopheles arabiensis nga Etiopia. Së bashku, këto rezultate sugjerojnë që rezistenca ndaj insekticideve në këto mushkonja mund të varet nga një kombinim i faktorëve gjenetikë dhe jo-gjenetikë, ndoshta sepse marrëdhëniet simbiotike me bakteret vendase mund të plotësojnë degradimin e insekticideve në popullata me nivele më të ulëta rezistence.
Studimet e fundit kanë lidhur rritjen e frymëmarrjes me rezistencën ndaj insekticideve, në përputhje me termat e pasuruar të ontologjisë në Bahir Dar RNAseq dhe të dhënat e integruara etiopiane të marra këtu; duke sugjeruar përsëri se rezistenca rezulton në rritjen e frymëmarrjes, qoftë si shkak ose pasojë e këtij fenotipi. Nëse këto ndryshime çojnë në ndryshime në potencialin reaktiv të oksigjenit dhe specieve të azotit, siç është sugjeruar më parë, kjo mund të ndikojë në kompetencën vektoriale dhe kolonizimin mikrobik përmes rezistencës diferenciale bakteriale ndaj pastrimit të ROS nga bakteret komensale afatgjata.
Të dhënat e paraqitura këtu ofrojnë prova se mikrobiota mund të ndikojë në rezistencën ndaj insekticideve në mjedise të caktuara. Ne gjithashtu demonstruam se mushkonjat An. arabiensis në Etiopi shfaqin ndryshime të ngjashme të transkriptomit që japin rezistencë ndaj insekticideve; megjithatë, numri i gjeneve që korrespondojnë me ato në Burkina Faso është i vogël. Mbeten disa paralajmërime në lidhje me përfundimet e arritura këtu dhe në studime të tjera. Së pari, një marrëdhënie shkakësore midis mbijetesës së piretroideve dhe mikrobiotës duhet të demonstrohet duke përdorur studime metabolomike ose transplantim të mikrobiotës. Përveç kësaj, duhet të demonstrohet vlefshmëria e kandidatëve kryesorë në popullata të shumta nga rajone të ndryshme. Së fundmi, kombinimi i të dhënave të transkriptomit me të dhënat e mikrobiotës përmes studimeve të synuara pas transplantimit do të ofrojë informacion më të detajuar nëse mikrobiota ndikon drejtpërdrejt në transkriptomin e mushkonjave në lidhje me rezistencën ndaj piretroideve. Megjithatë, të marra së bashku, të dhënat tona sugjerojnë se rezistenca është si lokale ashtu edhe transnacionale, duke theksuar nevojën për të testuar produkte të reja insekticide në rajone të shumta.
Koha e postimit: 24 Mars 2025