Безгек Африкада өлім мен аурудың негізгі себебі болып қала береді, ең үлкен ауыртпалығы 5 жасқа дейінгі балалар арасында байқалады. Аурудың алдын алудың ең тиімді құралы - ересек Anopheles масаларын нысанаға алатын инсектицидтік векторларды бақылау құралдары. Осы араласуларды кеңінен қолданудың нәтижесінде ең көп қолданылатын инсектицидтер кластарына төзімділік қазір Африкада кең таралған. Бұл фенотипке әкелетін негізгі механизмдерді түсіну төзімділіктің таралуын бақылау және оны жеңудің жаңа құралдарын әзірлеу үшін өте маңызды.
Бұл зерттеуде біз Буркина-Фасодан алынған инсектицидтерге төзімді Anopheles gambiae, Anopheles cruzi және Anopheles arabiensis популяцияларының микробиом құрамын Эфиопиядан алынған инсектицидтерге сезімтал популяциялармен салыстырдық.
Біз инсектицидтерге төзімді және инсектицидтерге төзімді түрлерінің микробиота құрамында ешқандай айырмашылық таппадық.инсектицид- Буркина-Фасодағы сезімтал популяциялар. Бұл нәтиже Буркина-Фасоның екі елінен алынған колониялардың зертханалық зерттеулерімен расталды. Керісінше, Эфиопиядан келген Anopheles arabiensis масаларында өлгендер мен инсектицид әсерінен аман қалғандар арасында микробиотаның құрамында айқын айырмашылықтар байқалды. Anopheles arabiensis популяциясының төзімділігін одан әрі зерттеу үшін біз РНҚ секвенирлеуін жүргіздік және инсектицидке төзімділікпен байланысты детоксикация гендерінің дифференциалды экспрессиясын, сондай-ақ тыныс алу, метаболикалық және синаптикалық иондық каналдардағы өзгерістерді таптық.
Біздің нәтижелеріміз кейбір жағдайларда микробиота транскриптом өзгерістерінен басқа, инсектицидтерге төзімділіктің дамуына ықпал етуі мүмкін екенін көрсетеді.
Резистенттілік көбінесе Anopheles векторының генетикалық компоненті ретінде сипатталғанымен, жақында жүргізілген зерттеулер микробиоманың инсектицидтердің әсеріне жауап ретінде өзгеретінін көрсетті, бұл бұл организмдердің төзімділіктегі рөлін көрсетеді. Шынында да, Оңтүстік және Орталық Америкадағы Anopheles gambiae масаларының векторларын зерттеу пиретроидтарға ұшырағаннан кейін эпидермальды микробиомада, сондай-ақ органофосфаттарға ұшырағаннан кейін жалпы микробиомада айтарлықтай өзгерістерді көрсетті. Африкада пиретроидтарға төзімділік Камерун, Кения және Кот-д'Ивуардағы микробиотаның құрамындағы өзгерістермен байланысты болды, ал зертханаға бейімделген Anopheles gambiae пиретроидтарға төзімділікті таңдағаннан кейін олардың микробиотасында өзгерістерді көрсетті. Сонымен қатар, антибиотиктермен тәжірибелік емдеу және зертханада колонияланған Anopheles arabiensis масаларына белгілі бактерияларды қосу пиретроидтарға төзімділіктің жоғарылауын көрсетті. Бұл деректер инсектицидтерге төзімділіктің маса микробиомасымен байланысты болуы мүмкін екенін және инсектицидтерге төзімділіктің бұл аспектісін ауру векторларын бақылау үшін пайдалануға болатынын көрсетеді.
Бұл зерттеуде біз Батыс және Шығыс Африкадағы зертханалық колонияланған және далалық жиналған масалардың микробиотасы пиретроидты дельтаметринге ұшырағаннан кейін тірі қалғандар мен өлгендердің микробиотасы арасында айырмашылық бар-жоғын анықтау үшін 16S секвенирлеуін қолдандық. Инсектицидтерге төзімділік тұрғысынан Африканың әртүрлі аймақтарынан алынған микробиотаны әртүрлі түрлері мен төзімділік деңгейлерімен салыстыру микробтық қауымдастықтарға аймақтық әсерді түсінуге көмектеседі. Зертханалық колониялар Буркина-Фасодан алынған және екі түрлі еуропалық зертханаларда (Германиядағы An. coluzzii және Ұлыбританиядағы An. arabiensis) өсірілген, Буркина-Фасодан келген масалар An. gambiae түр кешенінің үш түрін де, ал Эфиопиядан келген масалар An. arabiensis-ті білдірген. Мұнда біз Эфиопиядан келген Anopheles arabiensis тірі және өлі масаларда әртүрлі микробиоталық белгілерге ие болғанын, ал Буркина-Фасодан келген Anopheles arabiensis және екі зертханада ондай белгілер болмағанын көрсетеміз. Бұл зерттеудің мақсаты - инсектицидтерге төзімділікті одан әрі зерттеу. Біз Anopheles arabiensis популяцияларында РНҚ секвенирлеуін жүргіздік және инсектицидтерге төзімділікпен байланысты гендердің жоғарылағанын, ал тыныс алуға байланысты гендердің жалпы өзгергенін анықтадық. Бұл деректерді Эфиопиядан келген екінші популяциямен интеграциялау аймақтағы негізгі детоксикация гендерін анықтады. Буркина-Фасодан келген Anopheles arabiensis-пен одан әрі салыстыру транскриптом профильдерінде айтарлықтай айырмашылықтарды анықтады, бірақ Африка бойынша шамадан тыс экспрессияланған төрт негізгі детоксикация генін анықтады.
Әр аймақтан алынған әрбір түрдің тірі және өлі масалары 16S секвенирлеу арқылы секвенирленді және салыстырмалы саны есептелді. Альфа әртүрлілігінде ешқандай айырмашылықтар байқалмады, бұл операциялық таксономиялық бірліктің (OTU) байлығында ешқандай айырмашылықтардың жоқтығын көрсетеді; дегенмен, бета әртүрлілігі елдер арасында айтарлықтай өзгерді, ал ел мен тірі/өлі мәртебесінің өзара әрекеттесу терминдері (PANOVA = 0,001 және 0,008 сәйкесінше) бұл факторлар арасында әртүрліліктің бар екенін көрсетті. Елдер арасында бета дисперсиясында ешқандай айырмашылықтар байқалмады, бұл топтар арасындағы ұқсас дисперсияларды көрсетеді. Брей-Кертис көп айнымалы масштабтау графигі (2A сурет) үлгілердің негізінен орналасуы бойынша бөлінгенін көрсетті, бірақ кейбір елеулі ерекшеліктер болды. An. arabiensis қауымдастығынан алынған бірнеше үлгі және An. coluzzii қауымдастығынан алынған бір үлгі Буркина-Фасодан алынған үлгімен қабаттасып, ал Буркина-Фасодан алынған An. arabiensis үлгілерінен алынған бір үлгі An. arabiensis қауымдастығының үлгісімен қабаттасып, бастапқы микробиотаның көптеген ұрпақтар бойы және бірнеше аймақтарда кездейсоқ сақталғанын көрсетуі мүмкін. Буркина-Фасо үлгілері түрлер бойынша анық бөлінген жоқ; бұл бөлінудің болмауы күтілген еді, себебі даралар кейіннен әртүрлі дернәсіл орталарынан шыққанына қарамастан біріктірілді. Шынында да, зерттеулер су кезеңінде экологиялық орынды бөлісу микробиотаның құрамына айтарлықтай әсер етуі мүмкін екенін көрсетті [50]. Қызығы, Буркина-Фасо масаларының үлгілері мен қауымдастықтары инсектицид әсерінен кейін масалардың тірі қалуы немесе өлім-жітімінде ешқандай айырмашылықтар көрсетпесе де, эфиопиялық үлгілер анық бөлінген, бұл Anopheles үлгілеріндегі микробиотаның құрамы инсектицидтерге төзімділікпен байланысты екенін көрсетеді. Үлгілер бір жерден жиналды, бұл байланыстың күштірек екенін түсіндіруі мүмкін.
Пиретроидты инсектицидтерге төзімділік күрделі фенотип болып табылады, және метаболизм мен нысаналардың өзгерістері салыстырмалы түрде жақсы зерттелгенімен, микробиотаның өзгерістері енді ғана зерттеле бастады. Бұл зерттеуде біз микробиотаның өзгерістері белгілі бір популяцияларда маңыздырақ болуы мүмкін екенін көрсетеміз; біз Бахир Дардан алынған Anopheles arabiensis инсектицидке төзімділігін одан әрі сипаттаймыз және белгілі төзімділікпен байланысты транскрипттердегі өзгерістерді, сондай-ақ Эфиопиядан алынған Anopheles arabiensis популяцияларының бұрынғы РНҚ-секвенциялық зерттеуінде де байқалған тыныс алуға байланысты гендердегі айтарлықтай өзгерістерді көрсетеміз. Жалпы алғанда, бұл нәтижелер бұл масалардағы инсектицидке төзімділік генетикалық және генетикалық емес факторлардың үйлесіміне байланысты болуы мүмкін екенін көрсетеді, себебі жергілікті бактериялармен симбиотикалық байланыстар төзімділік деңгейі төмен популяцияларда инсектицидтердің деградациясын толықтыруы мүмкін.
Жақында жүргізілген зерттеулер тыныс алудың жоғарылауын инсектицидтерге төзімділікпен байланыстырды, бұл Бахир Дар RNAseq-тегі байытылған онтология терминдеріне және осы жерден алынған интеграцияланған эфиопиялық деректерге сәйкес келеді; тағы да төзімділік тыныс алудың жоғарылауына әкелетінін көрсетеді, бұл фенотиптің себебі немесе салдары ретінде. Егер бұл өзгерістер бұрын ұсынылғандай, реактивті оттегі мен азот түрлерінің потенциалындағы айырмашылықтарға әкелсе, бұл ұзақ мерзімді комменсальды бактериялардың ROS жинауына бактериялардың дифференциалды төзімділігі арқылы векторлық құзыреттілікке және микробтық колонизацияға әсер етуі мүмкін.
Мұнда ұсынылған деректер микробиотаның белгілі бір ортада инсектицидтерге төзімділікке әсер етуі мүмкін екендігінің дәлелі болып табылады. Біз сондай-ақ Эфиопиядағы An. arabiensis масаларының инсектицидтерге төзімділікті қамтамасыз ететін ұқсас транскриптомдық өзгерістерді көрсететінін көрсеттік; дегенмен, Буркина-Фасодағы гендерге сәйкес келетін гендер саны аз. Мұнда және басқа зерттеулерде жасалған қорытындыларға қатысты бірнеше ескертулер әлі де бар. Біріншіден, пиретроидтардың тіршілігі мен микробиотаның арасындағы себеп-салдарлық байланысты метаболомикалық зерттеулер немесе микробиотаны трансплантациялау арқылы көрсету қажет. Сонымен қатар, әртүрлі аймақтардан келген бірнеше популяциялардағы негізгі кандидаттарды валидациялау қажет. Соңында, транскриптом деректерін микробиотаның деректерімен мақсатты трансплантациядан кейінгі зерттеулер арқылы біріктіру микробиотаның пиретроидтарға төзімділікке қатысты масалардың транскриптомына тікелей әсер ететіні туралы егжей-тегжейлі ақпарат береді. Дегенмен, біздің деректеріміз бірге алғанда, төзімділіктің жергілікті және трансұлттық екенін көрсетеді, бұл жаңа инсектицид өнімдерін бірнеше аймақтарда сынау қажеттілігін көрсетеді.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 24 наурыз