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 malhelpi la malsanon estas insekticidaj vektorkontrolaj agentoj kiuj celas plenkreskajn Anopheles moskitojn. Kiel rezulto de la ĝeneraligita uzo de tiuj intervenoj, rezisto al la plej ofte uzitaj 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 mikrobiom-konsiston de insekticid-rezistema Anopheles gambiae, Anopheles cruzi, kaj Anopheles arabiensis populacioj de Burkino kun insekticid-sentemaj populacioj, ankaŭ de Etiopio.
Ni trovis neniujn diferencojn en la mikrobiota komponado inter insekticid-rezistema kajinsekticido-suspektemaj loĝantaroj en Burkino. Ĉi tiu rezulto estis konfirmita de laboratoriaj studoj de kolonioj de du landoj de Burkino. En kontrasto, en Anopheles arabiensis moskitoj de Etiopio, klaraj diferencoj en la mikrobiota kunmetaĵo estis observitaj inter tiuj kiuj mortis kaj tiuj kiuj postvivis insekticidmalkovron. Por plue esplori la reziston de ĉi tiu Anopheles arabiensis populacio, ni elfaris RNA-sekvencadon kaj trovis diferencigan esprimon de senveneniggenoj asociitaj kun insekticida rezisto, same kiel ŝanĝojn en spiraj, metabolaj kaj sinaptaj jonaj kanaloj.
Niaj rezultoj sugestas, ke en iuj kazoj la mikrobioto povas kontribui al la disvolviĝo de insekticida rezisto, krom transcriptomaj ŝanĝoj.
Kvankam rezisto ofte estas priskribita kiel genetika komponento de la Anopheles-vektoro, lastatempaj studoj montris ke la mikrobiomo ŝanĝiĝas en respondo al insekticidmalkovro, sugestante rolon por tiuj organismoj en rezisto. Efektive, studoj de Anopheles gambiae moskitovektoroj en Suda kaj Mezameriko montris signifajn ŝanĝojn en la epiderma mikrobiomo post eksponiĝo al piretroidoj, same kiel ŝanĝojn en la totala mikrobiomo post eksponiĝo al organofosfatoj. En Afriko, piretroida rezisto estis asociita kun ŝanĝoj en la kunmetaĵo de la mikrobiota en Kamerunio, Kenjo, kaj Ebur-Bordo, dum laboratorie adaptita Anopheles gambiae montris ŝanĝojn en sia mikrobioto post elekto por piretroida rezisto. Krome, eksperimenta terapio kun antibiotikoj kaj la aldono de konataj bakterioj en laboratorio-koloniigitaj moskitoj Anopheles arabiensis montris pliigitan toleremon al piretroidoj. Kune, tiuj datenoj indikas ke insekticidrezisto povas esti ligita al la moskitomikrobiomo kaj ke tiu aspekto de insekticidrezisto povus esti ekspluatita por malsanvektorkontrolo.
En ĉi tiu studo, ni uzis 16S-sekvencadon por determini ĉu la mikrobiota de laboratorio-koloniigitaj kaj surkampe kolektitaj moskitoj en Okcidenta kaj Orienta Afriko diferencis inter tiuj kiuj pluvivis kaj tiuj kiuj mortis post eksponiĝo al la piretroida deltametrino. En la kunteksto de insekticidrezisto, kompari mikrobioton de malsamaj regionoj de Afriko kun malsamaj specioj kaj niveloj de rezisto povas helpi kompreni regionajn influojn sur mikrobaj komunumoj. Laboratoriaj kolonioj estis de Burkino kaj breditaj en du malsamaj eŭropaj laboratorioj (An. coluzzii en Germanio kaj An. arabiensis en Britio), moskitoj de Burkino reprezentis ĉiujn tri speciojn de la An. gambiae speciokomplekso, kaj moskitoj de 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 insekticidreziston. Ni elfaris RNA-sekvencadon sur la Anopheles arabiensis-populacioj kaj trovis ke genoj asociitaj kun insekticidrezisto estis suprenreguligitaj, dum spirado-rilataj genoj estis ĝenerale ŝanĝitaj. Integriĝo de tiuj datumoj kun dua populacio de Etiopio identigis ŝlosilajn senveneniggenojn en la regiono. Plia komparo kun Anopheles arabiensis de Burkino rivelis signifajn diferencojn en transkriptomprofiloj, sed daŭre identigis kvar esencajn senveneniggenojn kiuj estis troesprimitaj en tuta Afriko.
Vivaj kaj mortaj moskitoj de ĉiu specio de ĉiu regiono tiam estis sekvencitaj uzante 16S-sekvencadon kaj relativaj abundoj estis kalkulitaj. Neniuj diferencoj en alfa-diverseco estis observitaj, indikante neniujn diferencojn en funkcia taksonomia unuo (OTU) riĉeco; tamen, beta-diverseco variis signife inter landoj, kaj interagadperiodoj por lando kaj viva/morta statuso (PANOVA = 0.001 kaj 0.008, respektive) indikis ke diverseco ekzistis inter tiuj faktoroj. Neniuj diferencoj en beta-varianco estis observitaj inter landoj, indikante similajn variadojn inter grupoj. La Bray-Curtis plurvaria skalo-intrigo (Figuro 2A) montris ke specimenoj estis plejparte apartigitaj per loko, sed ekzistis kelkaj rimarkindaj esceptoj. Pluraj specimenoj el la An. arabiensis komunumo kaj unu specimeno de la An. coluzzii-komunumo interkovris kun provaĵo de Burkino, dum unu provaĵo de la An. arabiensis provaĵoj de Burkino interkovris kun la An. arabiensis komunuma specimeno, kiu povas indiki ke la origina mikrobioto estis hazarde konservita dum multaj generacioj kaj tra multoblaj regionoj. La Burkina Faso-specimenoj ne estis klare apartigitaj laŭ specioj; tiu manko de apartigo estis atendita ĉar individuoj poste estis kunigitaj malgraŭ origini de malsamaj larvaj medioj. Efektive, studoj montris, ke kunhavigi ekologian niĉon dum la akva stadio povas signife influi la konsiston de la mikrobioto [50]. Kurioze, dum la Burkina Faso moskitoprovaĵoj kaj komunumoj montris neniujn diferencojn en moskito supervivo aŭ morteco post insekticida eksponiĝo, la etiopaj specimenoj estis klare apartigitaj, sugestante ke la mikrobiota konsisto en tiuj Anopheles specimenoj estas rilata al insekticidrezisto. 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 esploritaj. En ĉi tiu studo, ni montras, ke ŝanĝoj en la mikrobioto povas esti pli gravaj en certaj populacioj; ni plue karakterizas insekticidreziston en Anopheles arabiensis de Bahir Dar kaj montras ŝanĝojn en konataj rezist-rilataj transskribaĵoj, same kiel signifajn ŝanĝojn en spirado-rilataj genoj kiuj ankaŭ estis evidentaj en antaŭa RNA-seq studo de Anopheles arabiensis populacioj de Etiopio. Kune, tiuj rezultoj indikas ke insekticidrezisto en tiuj moskitoj povas dependi de kombinaĵo de genetikaj kaj ne-genetikaj faktoroj, verŝajne ĉar simbiozaj rilatoj kun indiĝenaj bakterioj povas kompletigi insekticiddegeneron en populacioj kun pli malaltaj niveloj de rezisto.
Lastatempaj studoj ligis pliigitan spiradon al insekticidrezisto, kongrua kun la riĉigitaj ontologioperiodoj en Bahir Dar RNAseq kaj la integraj etiopaj datenoj akiritaj ĉi tie; denove sugestante ke rezisto rezultigas pliigitan spiradon, aŭ kiel kialo aŭ sekvo de tiu fenotipo. Se ĉi tiuj ŝanĝoj kondukas al diferencoj en reaktiva oksigeno kaj nitrogena specio-potencialo, kiel antaŭe sugestite, tio povus influi vektoran kompetentecon kaj mikroban koloniigon per diferenciga bakteria rezisto al ROS-rompado de longperspektivaj komensaj bakterioj.
La datumoj prezentitaj ĉi tie pruvas, ke la mikrobioto povas influi insekticidreziston en certaj medioj. Ni ankaŭ pruvis, ke An. arabiensis moskitoj en Etiopio montras similajn transkriptomŝanĝojn donante insekticidreziston; tamen, la nombro da genoj egalrilatantaj al tiuj en Burkino estas malgranda. Pluraj avertrimarkoj restas koncerne la konkludojn atingitajn ĉi tie kaj en aliaj studoj. Unue, kaŭza rilato inter piretroida supervivo kaj la mikrobioto devas esti pruvita per metabolomaj studoj aŭ mikrobiota transplantado. Krome, validumado de ŝlosilaj kandidatoj en multoblaj populacioj de malsamaj regionoj devas esti pruvita. Finfine, kombini transkriptomdatenojn kun mikrobiota datenoj tra laŭcelaj post-transplantadaj studoj provizos pli detalajn informojn pri ĉu la mikrobioto rekte influas la moskitotranscriptomon kun respekto al piretroida rezisto. Tamen, kune, niaj datumoj sugestas, ke rezisto estas kaj loka kaj transnacia, elstarigante la bezonon testi novajn insekticidproduktojn en pluraj regionoj.
Afiŝtempo: Mar-24-2025