Malario restas grava kaŭzo de morto kaj malsano en Afriko, kun la plej granda ŝarĝo inter infanoj sub 5 jaroj. La plej efikaj rimedoj por preventi la malsanon estas insekticidaj vektorkontrolaj agentoj, kiuj celas plenkreskajn anofelojn. Rezulte de la ĝeneraligita uzo de ĉi tiuj intervenoj, rezisto al la plej ofte uzataj klasoj de insekticidoj nun estas ĝeneraligita tra Afriko. Kompreni la subestajn mekanismojn, kiuj kondukas al ĉi tiu fenotipo, estas esenca kaj por spuri la disvastiĝon de rezisto kaj por evoluigi novajn ilojn por venki ĝin.
En ĉi tiu studo, ni komparis la mikrobioman konsiston de insekticido-rezistaj populacioj de Anopheles gambiae, Anopheles cruzi, kaj Anopheles arabiensis el Burkino Faso kun insekticido-sentemaj populacioj, ankaŭ el Etiopio.
Ni ne trovis diferencojn en la konsisto de la mikrobioto inter insekticid-rezistemaj kajinsekticido-sentemaj populacioj en Burkino. Ĉi tiu rezulto estis konfirmita per laboratoriostudoj de kolonioj el du Burkinaj landoj. Kontraste, ĉe moskitoj *Anopheles arabiensis* el Etiopio, klaraj diferencoj en la konsisto de la mikrobioto estis observitaj inter tiuj, kiuj mortis kaj tiuj, kiuj postvivis insekticidan eksponiĝon. Por plue esplori la reziston de ĉi tiu populacio de *Anopheles arabiensis*, ni efektivigis RNA-sekvencadon kaj trovis diferencigan esprimon de senvenenigaj genoj asociitaj kun insekticida rezisto, same kiel ŝanĝojn en spiraj, metabolaj kaj sinaptaj jonkanaloj.
Niaj rezultoj sugestas, ke en iuj kazoj la mikrobioto povas kontribui al la evoluo de insekticida rezisto, aldone al ŝanĝoj en la transkriptomo.
Kvankam rezisto ofte estas priskribita kiel genetika komponanto de la Anopheles-vektoro, lastatempaj studoj montris, ke la mikrobiomo ŝanĝiĝas en respondo al insekticida eksponiĝo, sugestante rolon por ĉi tiuj organismoj en rezisto. Efektive, studoj pri Anopheles gambiae moskitvektoroj en Suda kaj Centra Ameriko montris signifajn ŝanĝojn en la epiderma mikrobiomo post eksponiĝo al piretroidoj, same kiel ŝanĝojn en la ĝenerala mikrobiomo post eksponiĝo al organofosfatoj. En Afriko, piretroida rezisto estis asociita kun ŝanĝoj en la konsisto de la mikrobiomo en Kameruno, Kenjo kaj Eburbordo, dum laboratorie-adaptita Anopheles gambiae montris ŝanĝojn en sia mikrobiomo post selektado por piretroida rezisto. Krome, eksperimenta traktado per antibiotikoj kaj la aldono de konataj bakterioj en laboratorie-koloniigitaj Anopheles arabiensis-moskitoj montris pliigitan toleremon al piretroidoj. Kune, ĉi tiuj datumoj sugestas, ke insekticida rezisto povus esti ligita al la moskitmikrobiomo kaj ke ĉi tiu aspekto de insekticida rezisto povus esti ekspluatata por malsanvektora kontrolo.
En ĉi tiu studo, ni uzis 16S-sekvencadon por determini ĉu la mikrobioto de laboratorie-koloniigitaj kaj kampo-kolektitaj moskitoj en Okcidenta kaj Orienta Afriko diferencis inter tiuj, kiuj postvivis kaj tiuj, kiuj mortis post eksponiĝo al la piretroida deltametrino. En la kunteksto de insekticida rezisto, kompari mikrobioton el malsamaj regionoj de Afriko kun malsamaj specioj kaj niveloj de rezisto povas helpi kompreni regionajn influojn sur mikrobaj komunumoj. Laboratoriaj kolonioj estis el Burkino kaj breditaj en du malsamaj eŭropaj laboratorioj (An. coluzzii en Germanio kaj An. arabiensis en Britio), moskitoj el Burkino reprezentis ĉiujn tri speciojn de la An. gambiae speciokomplekso, kaj moskitoj el Etiopio reprezentis An. arabiensis. Ĉi tie, ni montras, ke Anopheles arabiensis el Etiopio havis apartajn mikrobiotajn signaturojn en vivaj kaj mortaj moskitoj, dum Anopheles arabiensis el Burkino kaj du laboratorioj ne havis. La celo de ĉi tiu studo estas plue esplori insekticidan reziston. Ni plenumis RNA-sekvencadon sur la Anopheles arabiensis-populacioj kaj trovis, ke genoj asociitaj kun insekticida rezisto estis suprenreguligitaj, dum spirad-rilataj genoj estis ĝenerale ŝanĝitaj. Integrigo de ĉi tiuj datumoj kun dua populacio el Etiopio identigis ŝlosilajn senvenenigajn genojn en la regiono. Plia komparo kun Anopheles arabiensis el Burkino rivelis signifajn diferencojn en transkriptomaj profiloj, sed tamen identigis kvar ŝlosilajn senvenenigajn genojn, kiuj estis troesprimitaj tra Afriko.
Vivaj kaj mortaj moskitoj de ĉiu specio el ĉiu regiono estis poste sekvencitaj uzante 16S-sekvencadon kaj relativaj abundecoj estis kalkulitaj. Neniuj diferencoj en alfa-diverseco estis observitaj, indikante neniujn diferencojn en la riĉeco de funkciaj taksonomiaj unuoj (OTU); tamen, beta-diverseco variis signife inter landoj, kaj interagaj terminoj por lando kaj viva/morta stato (PANOVA = 0.001 kaj 0.008, respektive) indikis, ke diverseco ekzistis inter ĉi tiuj faktoroj. Neniuj diferencoj en beta-varianco estis observitaj inter landoj, indikante similajn variancojn inter grupoj. La multvaria skala grafikaĵo de Bray-Curtis (Figuro 2A) montris, ke specimenoj estis plejparte apartigitaj laŭ loko, sed estis kelkaj rimarkindaj esceptoj. Pluraj specimenoj el la komunumo An. arabiensis kaj unu specimeno el la komunumo An. coluzzii interkovriĝis kun specimeno el Burkino Faso, dum unu specimeno el la specimenoj An. arabiensis el Burkino Faso interkovriĝis kun la specimeno de la komunumo An. arabiensis, kio povas indiki, ke la originala mikrobioto estis hazarde konservita dum multaj generacioj kaj trans pluraj regionoj. La specimenoj de Burkino Faso ne estis klare apartigitaj laŭ specioj; Ĉi tiu manko de apartigo estis atendita, ĉar individuoj poste estis kunigitaj malgraŭ deveno el malsamaj larvaj medioj. Efektive, studoj montris, ke kunhavigo de ekologia niĉo dum la akva stadio povas signife influi la konsiston de la mikrobioto [50]. Interese, dum la moskitspecimenoj kaj komunumoj de Burkino montris neniujn diferencojn en moskitsupervivo aŭ morteco post insekticida eksponiĝo, la etiopiaj specimenoj estis klare apartigitaj, sugestante, ke la mikrobiota konsisto en ĉi tiuj anofeloj estas asociita kun insekticida rezisto. La specimenoj estis kolektitaj de la sama loko, kio povas klarigi la pli fortan asocion.
Rezisto al piretroidaj insekticidoj estas kompleksa fenotipo, kaj dum ŝanĝoj en metabolo kaj celoj estas relative bone studitaj, ŝanĝoj en la mikrobioto nur komencas esti esplorataj. En ĉi tiu studo, ni montras, ke ŝanĝoj en la mikrobioto povas esti pli gravaj en certaj populacioj; ni plue karakterizas insekticida reziston en Anopheles arabiensis el Bahir Dar kaj montras ŝanĝojn en konataj rezist-rilataj transskribaĵoj, same kiel signifajn ŝanĝojn en spirad-rilataj genoj, kiuj ankaŭ estis evidentaj en antaŭa RNA-seq-studo de Anopheles arabiensis-populacioj el Etiopio. Kune, ĉi tiuj rezultoj sugestas, ke insekticida rezisto en ĉi tiuj moskitoj povas dependi de kombinaĵo de genetikaj kaj ne-genetikaj faktoroj, verŝajne ĉar simbiozaj rilatoj kun indiĝenaj bakterioj povas kompletigi insekticida degeneron en populacioj kun pli malaltaj niveloj de rezisto.
Lastatempaj studoj ligis pliigitan spiradon al insekticida rezisto, konforme al la riĉigitaj ontologiaj terminoj en Bahir Dar RNAseq kaj la integraj etiopiaj datumoj akiritaj ĉi tie; denove sugestante, ke rezisto rezultas en pliigitan spiradon, ĉu kiel kaŭzo aŭ konsekvenco de ĉi tiu fenotipo. Se ĉi tiuj ŝanĝoj kondukas al diferencoj en la potencialo de reaktivaj oksigenaj kaj nitrogenaj specioj, kiel antaŭe sugestite, tio povus influi vektoran kompetentecon kaj mikroban koloniigon per diferenciga bakteria rezisto al ROS-forigo fare de longtempaj komensalaj bakterioj.
La datumoj prezentitaj ĉi tie pruvas, ke la mikrobioto povas influi insekticida rezisto en certaj medioj. Ni ankaŭ montris, ke moskitoj *An. arabiensis* en Etiopio montras similajn transkriptomajn ŝanĝojn, kiuj donas insekticidan reziston; tamen, la nombro da genoj respondantaj al tiuj en Burkino Faso estas malgranda. Pluraj singardoj restas koncerne la konkludojn atingitajn ĉi tie kaj en aliaj studoj. Unue, kaŭza rilato inter piretroida supervivo kaj la mikrobioto devas esti montrita per metabolomaj studoj aŭ mikrobiota transplantado. Krome, validigo de ŝlosilaj kandidatoj en pluraj populacioj el malsamaj regionoj devas esti montrita. Fine, kombini transkriptomajn datumojn kun mikrobiotaj datumoj per celitaj post-transplantadaj studoj provizos pli detalajn informojn pri ĉu la mikrobioto rekte influas la moskitan transkriptomon rilate al piretroida rezisto. Tamen, kune, niaj datumoj sugestas, ke rezisto estas kaj loka kaj transnacia, elstarigante la bezonon testi novajn insekticidajn produktojn en pluraj regionoj.
Afiŝtempo: 24-a de marto 2025