Malaria bliuwt in wichtige oarsaak fan dea en sykte yn Afrika, mei de grutste lêst ûnder bern ûnder de 5 jier. De meast effektive manier om de sykte te foarkommen binne ynsektiside fektorkontrôlemiddels dy't rjochte binne op folwoeksen Anopheles-muggen. As gefolch fan it wiidfersprate gebrûk fan dizze yntervinsjes is ferset tsjin de meast brûkte klassen fan ynsektisiden no wiidferspraat yn hiel Afrika. It begripen fan 'e ûnderlizzende meganismen dy't liede ta dit fenotype is essensjeel sawol om de fersprieding fan ferset te folgjen as om nije ark te ûntwikkeljen om it te oerwinnen.
Yn dizze stúdzje hawwe wy de mikrobioomsamenstelling fan ynsektizid-resistinte Anopheles gambiae-, Anopheles cruzi- en Anopheles arabiensis-populaasjes út Burkina Faso fergelike mei ynsektizid-gefoelige populaasjes, ek út Etioopje.
Wy fûnen gjin ferskillen yn 'e gearstalling fan it mikrobiota tusken ynsektizidresistinte enynsektisid-gefoelige populaasjes yn Burkina Faso. Dit resultaat waard befêstige troch laboratoariumstúdzjes fan koloanjes út twa lannen yn Burkina Faso. Yn tsjinstelling, yn Anopheles arabiensis-muggen út Etioopje, waarden dúdlike ferskillen yn 'e mikrobiota-gearstalling waarnommen tusken dyjingen dy't stoaren en dyjingen dy't bleatstelling oan ynsektisid oerlibben. Om de wjerstân fan dizze Anopheles arabiensis-populaasje fierder te ûndersykjen, hawwe wy RNA-sekwinsje útfierd en ferskillende ekspresje fûn fan detoxifikaasjegenen dy't ferbûn binne mei ynsektisidresistinsje, lykas feroaringen yn respiratoire, metabolike en synaptyske ionkanalen.
Us resultaten suggerearje dat yn guon gefallen de mikrobiota kin bydrage oan 'e ûntwikkeling fan ynsektizidresistinsje, neist transkriptoomferoarings.
Hoewol't ferset faak omskreaun wurdt as in genetyske komponint fan 'e Anopheles-fektor, hawwe resinte stúdzjes oantoand dat it mikrobioom feroaret as reaksje op bleatstelling oan ynsektisiden, wat suggerearret dat dizze organismen in rol spylje yn ferset. Yndied, stúdzjes fan Anopheles gambiae-muggenfektoren yn Súd- en Midden-Amearika hawwe wichtige feroarings yn it epidermale mikrobioom sjen litten nei bleatstelling oan pyrethroïden, lykas feroarings yn it algemiene mikrobioom nei bleatstelling oan organofosfaten. Yn Afrika is pyrethroïderesistinsje assosjeare mei ferskowingen yn 'e gearstalling fan 'e mikrobiota yn Kameroen, Kenia en Ivoarkust, wylst laboratoarium-oanpaste Anopheles gambiae ferskowingen yn har mikrobiota hawwe sjen litten nei seleksje foar pyrethroïderesistinsje. Fierder lieten eksperimintele behanneling mei antibiotika en de tafoeging fan bekende baktearjes yn yn laboratoariumkolonisearre Anopheles arabiensis-muggen in ferhege tolerânsje foar pyrethroïden sjen. Tegearre suggerearje dizze gegevens dat ynsektisidenresistinsje keppele wurde kin oan it muggenmikrobioom en dat dit aspekt fan ynsektisidenresistinsje eksploitearre wurde kin foar syktevektorkontrôle.
Yn dizze stúdzje hawwe wy 16S-sekwinsje brûkt om te bepalen oft de mikrobiota fan yn it laboratoarium kolonisearre en yn it fjild sammele muggen yn West- en East-Afrika ferskilde tusken dyjingen dy't oerlibben en dyjingen dy't stoaren nei bleatstelling oan 'e pyrethroid deltamethrin. Yn 'e kontekst fan ynsektizidresistinsje kin it fergelykjen fan mikrobiota út ferskate regio's fan Afrika mei ferskate soarten en nivo's fan resistinsje helpe om regionale ynfloeden op mikrobiële mienskippen te begripen. Laboratoariumkoloanjes wiene út Burkina Faso en grutbrocht yn twa ferskillende Jeropeeske laboratoaria (An. coluzzii yn Dútslân en An. arabiensis yn it Feriene Keninkryk), muggen út Burkina Faso fertsjintwurdigen alle trije soarten fan it An. gambiae-soartekompleks, en muggen út Etioopje fertsjintwurdigen An. arabiensis. Hjir litte wy sjen dat Anopheles arabiensis út Etioopje ûnderskate mikrobiota-hântekeningen hie yn libbene en deade muggen, wylst Anopheles arabiensis út Burkina Faso en twa laboratoaria dat net diene. It doel fan dizze stúdzje is om ynsektizidresistinsje fierder te ûndersykjen. Wy hawwe RNA-sekwinsjearring útfierd op 'e Anopheles arabiensis-populaasjes en fûnen dat genen dy't ferbûn binne mei ynsektizidresistinsje opregulearre wiene, wylst respiraasje-relatearre genen oer it algemien feroare wiene. Yntegraasje fan dizze gegevens mei in twadde populaasje út Etioopje identifisearre wichtige detoxifikaasjegenen yn 'e regio. Fierdere fergeliking mei Anopheles arabiensis út Burkina Faso liet wichtige ferskillen yn transkriptoomprofilen sjen, mar identifisearre noch altyd fjouwer wichtige detoxifikaasjegenen dy't oerútdrukt waarden yn hiel Afrika.
Libbene en deade muggen fan elke soarte út elke regio waarden doe sekwinsjearre mei 16S-sekwinsjearring en relative oerfloeden waarden berekkene. Der waarden gjin ferskillen yn alfa-ferskaat waarnommen, wat oanjout dat der gjin ferskillen yn 'e rykdom fan operasjonele taksonomyske ienheden (OTU) binne; de beta-ferskaat fariearre lykwols signifikant tusken lannen, en ynteraksjetermen foar lân en libbene/deade status (PANOVA = respektivelik 0.001 en 0.008) joegen oan dat der ferskaat bestie tusken dizze faktoaren. Der waarden gjin ferskillen yn beta-fariânsje waarnommen tusken lannen, wat oanjout op ferlykbere fariaasjes tusken groepen. De Bray-Curtis multivariate skalearplot (figuer 2A) liet sjen dat de samples foar in grut part skieden wiene op lokaasje, mar d'r wiene wat opmerklike útsûnderingen. Ferskate samples út 'e An. arabiensis-mienskip en ien sample út 'e An. coluzzii-mienskip oerlaapje mei in sample út Burkina Faso, wylst ien sample út 'e An. arabiensis-samples út Burkina Faso oerlaapje mei de An. arabiensis-mienskipssample, wat oanjaan kin dat de orizjinele mikrobiota willekeurich ûnderhâlden waard oer in protte generaasjes en oer meardere regio's. De Burkina Faso-samples wiene net dúdlik skieden nei soarte; dit gebrek oan segregaasje waard ferwachte, om't yndividuen dêrnei byinoar helle waarden, nettsjinsteande dat se út ferskillende larvale omjouwings kamen. Yndied hawwe stúdzjes oantoand dat it dielen fan in ekologyske niche tidens it wetterstadium de gearstalling fan 'e mikrobiota signifikant beynfloedzje kin [50]. Nijsgjirrich is dat, wylst de muggenmonsters en mienskippen fan Burkina Faso gjin ferskillen lieten sjen yn muggenoerlibjen of mortaliteit nei bleatstelling oan ynsektisiden, de Etiopyske samples dúdlik skieden wiene, wat suggerearret dat de mikrobiota-gearstalling yn dizze Anopheles-samples assosjeare is mei ynsektisideresistinsje. De samples waarden sammele fan deselde lokaasje, wat de sterkere assosjaasje kin ferklearje.
Ferset tsjin pyrethroïde ynsektisiden is in kompleks fenotype, en hoewol feroarings yn metabolisme en doelen relatyf goed bestudearre binne, begjinne feroarings yn 'e mikrobiota pas te ûndersocht wurde. Yn dizze stúdzje litte wy sjen dat feroarings yn 'e mikrobiota wichtiger kinne wêze yn bepaalde populaasjes; wy karakterisearje fierder ynsektisidenresistinsje yn Anopheles arabiensis út Bahir Dar en litte feroarings sjen yn bekende resistinsje-assosjeare transkripten, lykas wichtige feroarings yn respiraasje-relatearre genen dy't ek dúdlik wiene yn in eardere RNA-seq-stúdzje fan Anopheles arabiensis-populaasjes út Etioopje. Tegearre suggerearje dizze resultaten dat ynsektisidenresistinsje by dizze muggen kin ôfhingje fan in kombinaasje fan genetyske en net-genetyske faktoaren, wierskynlik om't symbiotyske relaasjes mei ynheemse baktearjes de degradaasje fan ynsektisiden kinne oanfolje yn populaasjes mei legere nivo's fan resistinsje.
Resinte stúdzjes hawwe ferhege respiraasje keppele oan ynsektizidresistinsje, yn oerienstimming mei de ferrike ontologytermen yn Bahir Dar RNAseq en de yntegreare Etiopyske gegevens dy't hjir krigen binne; wat opnij suggerearret dat resistinsje resulteart yn ferhege respiraasje, as oarsaak of gefolch fan dit fenotype. As dizze feroarings liede ta ferskillen yn it potinsjeel fan reaktive soerstof- en stikstofsoarten, lykas earder suggerearre, kin dit ynfloed hawwe op fektorkompetinsje en mikrobiële kolonisaasje troch ferskillende baktearjele resistinsje tsjin ROS-fangst troch lange-termyn kommensale baktearjes.
De hjir presintearre gegevens jouwe bewiis dat de mikrobiota ynfloed hawwe kin op ynsektizidresistinsje yn bepaalde omjouwings. Wy hawwe ek oantoand dat An. arabiensis-muggen yn Etioopje ferlykbere transkriptoomferoarings sjen litte dy't ynsektizidresistinsje feroarsaakje; it oantal genen dat oerienkomt mei dy yn Burkina Faso is lykwols lyts. Der bliuwe ferskate kanttekeningen oangeande de konklúzjes dy't hjir en yn oare stúdzjes berikt binne. Earst moat in kausale relaasje tusken pyrethroid-oerlibjen en de mikrobiota oantoand wurde mei help fan metabolomyske stúdzjes of mikrobiota-transplantaasje. Derneist moat falidaasje fan wichtige kandidaten yn meardere populaasjes út ferskate regio's oantoand wurde. Uteinlik sil it kombinearjen fan transkriptoomgegevens mei mikrobiotagegevens fia rjochte post-transplantaasjestúdzjes mear detaillearre ynformaasje jaan oer oft de mikrobiota direkt ynfloed hat op it muggentranskriptoom mei respekt foar pyrethroidresistinsje. Byinoar nommen suggerearje ús gegevens lykwols dat resistinsje sawol lokaal as transnasjonaal is, wat de needsaak markearret om nije ynsektizidprodukten yn meardere regio's te testen.
Pleatsingstiid: 24 maart 2025