Malaria tetep dadi panyebab utama kematian lan penyakit ing Afrika, kanthi beban paling gedhe ing antarane bocah-bocah ing ngisor umur 5 taun. Cara sing paling efektif kanggo nyegah penyakit iki yaiku agen kontrol vektor insektisida sing narget nyamuk Anopheles diwasa. Minangka asil saka panggunaan intervensi kasebut sing nyebar, resistensi marang kelas insektisida sing paling umum digunakake saiki wis nyebar ing saindenging Afrika. Ngerteni mekanisme sing ndasari sing nyebabake fenotipe iki penting kanggo nglacak panyebaran resistensi lan ngembangake alat anyar kanggo ngatasi.
Ing panliten iki, kita mbandhingake komposisi mikrobioma populasi Anopheles gambiae, Anopheles cruzi, lan Anopheles arabiensis sing tahan insektisida saka Burkina Faso karo populasi sing sensitif marang insektisida, uga saka Ethiopia.
Kita ora nemokake bedane ing komposisi mikrobiota antarane tahan insektisida laninsektisidaPopulasi sing rentan ing Burkina Faso. Asil iki dikonfirmasi dening panliten laboratorium koloni saka rong negara Burkina Faso. Kosok baline, ing nyamuk Anopheles arabiensis saka Ethiopia, bedane sing jelas ing komposisi mikrobiota diamati antarane sing mati lan sing slamet saka paparan insektisida. Kanggo nyelidiki luwih lanjut babagan resistensi populasi Anopheles arabiensis iki, kita nindakake sekuensing RNA lan nemokake ekspresi gen detoksifikasi sing beda sing ana gandhengane karo resistensi insektisida, uga owah-owahan ing saluran ion pernapasan, metabolisme, lan sinaptik.
Asil panliten nuduhake yen ing sawetara kasus, mikrobiota bisa nyumbang kanggo pangembangan resistensi insektisida, saliyane owah-owahan transkriptom.
Senajan resistensi asring digambarake minangka komponen genetik saka vektor Anopheles, panliten anyar nuduhake yen mikrobioma owah minangka respon kanggo paparan insektisida, sing nuduhake peran organisme kasebut ing resistensi. Pancen, panliten babagan vektor nyamuk Anopheles gambiae ing Amerika Selatan lan Tengah wis nuduhake owah-owahan sing signifikan ing mikrobioma epidermal sawise paparan piretroid, uga owah-owahan ing mikrobioma sakabèhé sawise paparan organofosfat. Ing Afrika, resistensi piretroid wis digandhengake karo owah-owahan ing komposisi mikrobiota ing Kamerun, Kenya, lan Pantai Gading, dene Anopheles gambiae sing diadaptasi laboratorium wis nuduhake owah-owahan ing mikrobiota sawise pilihan kanggo resistensi piretroid. Salajengipun, perawatan eksperimental nganggo antibiotik lan tambahan bakteri sing dikenal ing nyamuk Anopheles arabiensis sing dijajah laboratorium nuduhake tambah toleransi marang piretroid. Bebarengan, data kasebut nuduhake yen resistensi insektisida bisa uga ana gandhengane karo mikrobioma nyamuk lan aspek resistensi insektisida iki bisa dieksploitasi kanggo kontrol vektor penyakit.
Ing panliten iki, kita nggunakake sekuensing 16S kanggo nemtokake manawa mikrobiota nyamuk sing dijajah laboratorium lan dikumpulake ing lapangan ing Afrika Kulon lan Wétan beda antarane sing slamet lan sing mati sawise kena piretroid deltametrin. Ing konteks resistensi insektisida, mbandhingake mikrobiota saka macem-macem wilayah Afrika kanthi spesies lan tingkat resistensi sing beda bisa mbantu mangerteni pengaruh regional ing komunitas mikroba. Koloni laboratorium asale saka Burkina Faso lan dikembangke ing rong laboratorium Eropa sing beda (An. coluzzii ing Jerman lan An. arabiensis ing Inggris), nyamuk saka Burkina Faso makili kabeh telung spesies kompleks spesies An. gambiae, lan nyamuk saka Ethiopia makili An. arabiensis. Ing kene, kita nuduhake manawa Anopheles arabiensis saka Ethiopia duwe tandha mikrobiota sing beda ing nyamuk urip lan mati, dene Anopheles arabiensis saka Burkina Faso lan rong laboratorium ora. Tujuan saka panliten iki yaiku kanggo nyelidiki luwih lanjut resistensi insektisida. Kita nindakake sekuensing RNA ing populasi Anopheles arabiensis lan nemokake manawa gen sing ana gandhengane karo resistensi insektisida diregulasi, dene gen sing ana gandhengane karo respirasi umume diganti. Integrasi data iki karo populasi kapindho saka Ethiopia ngidentifikasi gen detoksifikasi kunci ing wilayah kasebut. Perbandingan luwih lanjut karo Anopheles arabiensis saka Burkina Faso nuduhake beda sing signifikan ing profil transkriptom, nanging isih ngidentifikasi papat gen detoksifikasi kunci sing diekspresikan kanthi berlebihan ing saindenging Afrika.
Lemut urip lan mati saka saben spesies saka saben wilayah banjur diurutake nggunakake sekuensing 16S lan kelimpahan relatif diitung. Ora ana bedane ing keragaman alfa sing diamati, sing nuduhake ora ana bedane ing kekayaan unit taksonomi operasional (OTU); Nanging, keragaman beta beda-beda sacara signifikan antarane negara, lan istilah interaksi kanggo negara lan status urip/mati (PANOVA = 0,001 lan 0,008, masing-masing) nuduhake manawa keragaman ana ing antarane faktor-faktor kasebut. Ora ana bedane ing varian beta sing diamati antarane negara, sing nuduhake varian sing padha antarane klompok. Plot skala multivariat Bray-Curtis (Gambar 2A) nuduhake manawa sampel umume dipisahake miturut lokasi, nanging ana sawetara pangecualian sing penting. Sawetara sampel saka komunitas An. arabiensis lan siji sampel saka komunitas An. coluzzii tumpang tindih karo sampel saka Burkina Faso, dene siji sampel saka sampel An. arabiensis saka Burkina Faso tumpang tindih karo sampel komunitas An. arabiensis, sing bisa nuduhake manawa mikrobiota asli dijaga kanthi acak sajrone pirang-pirang generasi lan ing pirang-pirang wilayah. Sampel Burkina Faso ora dipisahake kanthi jelas miturut spesies; Kekurangan segregasi iki wis diarepake amarga individu-individu banjur dikumpulake sanajan asale saka lingkungan larva sing beda. Pancen, panliten nuduhake yen nuduhake niche ekologis sajrone tahap akuatik bisa mengaruhi komposisi mikrobiota kanthi signifikan [50]. Menarik, nalika sampel lan komunitas nyamuk Burkina Faso ora nuduhake bedane ing kaslametan utawa kematian nyamuk sawise paparan insektisida, sampel Ethiopia kanthi jelas dipisahake, sing nuduhake yen komposisi mikrobiota ing sampel Anopheles iki ana gandhengane karo resistensi insektisida. Sampel kasebut dikumpulake saka lokasi sing padha, sing bisa nerangake asosiasi sing luwih kuwat.
Resistensi marang insektisida piretroid minangka fenotipe sing kompleks, lan nalika owah-owahan ing metabolisme lan target wis ditliti kanthi relatif apik, owah-owahan ing mikrobiota mung wiwit dieksplorasi. Ing panliten iki, kita nuduhake manawa owah-owahan ing mikrobiota bisa uga luwih penting ing populasi tartamtu; kita luwih njlentrehake karakteristik resistensi insektisida ing Anopheles arabiensis saka Bahir Dar lan nuduhake owah-owahan ing transkrip sing ana gandhengane karo resistensi, uga owah-owahan sing signifikan ing gen sing ana gandhengane karo respirasi sing uga katon ing panliten RNA-seq sadurunge babagan populasi Anopheles arabiensis saka Ethiopia. Bebarengan, asil kasebut nuduhake manawa resistensi insektisida ing nyamuk iki bisa uga gumantung saka kombinasi faktor genetik lan non-genetik, kemungkinan amarga hubungan simbiotik karo bakteri asli bisa nambahi degradasi insektisida ing populasi kanthi tingkat resistensi sing luwih murah.
Panliten anyar wis nggandhengake peningkatan respirasi karo resistensi insektisida, sing cocog karo istilah ontologi sing diperkaya ing Bahir Dar RNAseq lan data Ethiopia terintegrasi sing dipikolehi ing kene; maneh nuduhake yen resistensi nyebabake peningkatan respirasi, minangka panyebab utawa akibat saka fenotipe iki. Yen owah-owahan kasebut nyebabake beda potensial oksigen reaktif lan spesies nitrogen, kaya sing disaranake sadurunge, iki bisa mengaruhi kompetensi vektor lan kolonisasi mikroba liwat resistensi bakteri diferensial kanggo pemulungan ROS dening bakteri komensal jangka panjang.
Data sing diwenehake ing kene menehi bukti yen mikrobiota bisa mengaruhi resistensi insektisida ing lingkungan tartamtu. Kita uga nduduhake yen nyamuk An. arabiensis ing Ethiopia nuduhake owah-owahan transkriptom sing padha sing menehi resistensi insektisida; Nanging, jumlah gen sing cocog karo sing ana ing Burkina Faso isih cilik. Ana sawetara peringatan babagan kesimpulan sing digayuh ing kene lan ing panliten liyane. Kapisan, hubungan sebab akibat antarane kaslametané piretroid lan mikrobiota kudu didemonstrasikake nggunakake panliten metabolomik utawa transplantasi mikrobiota. Kajaba iku, validasi calon kunci ing pirang-pirang populasi saka macem-macem wilayah kudu didemonstrasikake. Pungkasan, nggabungake data transkriptom karo data mikrobiota liwat panliten pasca-transplantasi sing ditargetake bakal menehi informasi sing luwih rinci babagan apa mikrobiota langsung mengaruhi transkriptom nyamuk babagan resistensi piretroid. Nanging, yen digabungake, data kita nuduhake yen resistensi iku lokal lan transnasional, sing nyoroti kabutuhan kanggo nguji produk insektisida anyar ing pirang-pirang wilayah.
Wektu kiriman: 24 Maret 2025