Malaria bleift eng Haaptursaach fir Doud a Krankheet an Afrika, mat der gréisster Belaaschtung bei Kanner ënner 5 Joer. Déi effektivst Mëttel fir d'Krankheet ze vermeiden sinn Insektizid-Vektor-Kontrollmëttel, déi op erwuesse Anopheles-Moustiquen abzielen. Als Resultat vun der verbreeter Notzung vun dësen Interventiounen ass d'Resistenz géint déi meescht benotzt Klasse vun Insektiziden elo an ganz Afrika verbreet. D'Verständnis vun den zugronnleeënden Mechanismen, déi zu dësem Phänotyp féieren, ass essentiell, souwuel fir d'Verbreedung vun der Resistenz ze verfollegen wéi och fir nei Tools z'entwéckelen, fir se ze bekämpfen.
An dëser Studie hu mir d'Zesummesetzung vum Mikrobiom vun Insektizid-resistente Anopheles gambiae-, Anopheles cruzi- an Anopheles arabiensis-Populatiounen aus Burkina Faso mat Insektizid-sensitive Populatiounen, och aus Äthiopien, verglach.
Mir hunn keng Ënnerscheeder an der Zesummesetzung vun der Mikrobiota tëscht Insektizidresistenten aInsektizid-empfindlech Populatiounen a Burkina Faso. Dëst Resultat gouf duerch Laborstudien vu Kolonien aus zwee Länner vu Burkina Faso bestätegt. Am Géigesaz dozou goufen bei Anopheles arabiensis-Moustiquen aus Äthiopien kloer Ënnerscheeder an der Zesummesetzung vun der Mikrobiota tëscht deenen, déi gestuerwe sinn, an deenen, déi d'Insektizidexpositioun iwwerlieft hunn, observéiert. Fir d'Resistenz vun dëser Anopheles arabiensis-Populatioun weider z'ënnersichen, hu mir RNA-Sequenzéierung duerchgefouert a differenziell Expressioun vun Entgiftungsgenen fonnt, déi mat Insektizidresistenz assoziéiert sinn, souwéi Ännerungen an den respiratoreschen, metaboleschen an synapteschen Ionenkanäl.
Eis Resultater suggeréieren, datt a verschiddene Fäll d'Darmflora, zousätzlech zu Transkriptomännerungen, zur Entwécklung vun Insektizidresistenz bäidroe kann.
Obwuel Resistenz dacks als genetesch Komponent vum Anopheles-Vektor beschriwwe gëtt, hunn rezent Studien gewisen, datt sech de Mikrobiom als Reaktioun op d'Beliichtung mat Insektiziden ännert, wat op eng Roll vun dësen Organismen an der Resistenz hiweist. Tatsächlech hunn Studien iwwer Anopheles gambiae-Moskitovektoren a Süd- a Mëttelamerika bedeitend Ännerungen am epidermalen Mikrobiom no der Belaaschtung mat Pyrethroiden, souwéi Ännerungen am Gesamtmikrobiom no der Belaaschtung mat Organophosphaten gewisen. An Afrika gouf Pyrethroidresistenz mat Verännerungen an der Zesummesetzung vun der Mikrobiota a Kamerun, Kenia an der Côte d'Ivoire a Verbindung bruecht, während am Laboratoire adaptéiert Anopheles gambiae Verännerungen an hirer Mikrobiota no der Selektioun fir Pyrethroidresistenz gewisen hunn. Ausserdeem huet experimentell Behandlung mat Antibiotike an d'Zousätzlech vu bekannte Bakterien a am Laboratoire koloniséierte Anopheles arabiensis-Moskitoen eng erhéicht Toleranz géint Pyrethroiden gewisen. Zesumme suggeréieren dës Donnéeën, datt d'Insektizidresistenz mam Moskitomikrobiom verbonnen ass an datt dësen Aspekt vun der Insektizidresistenz fir d'Kontroll vu Krankheetsvektore kéint ausgenotzt ginn.
An dëser Studie hu mir 16S-Sequenzéierung benotzt fir ze bestëmmen, ob d'Darmflora vu Moustiquen, déi am Laboratoire koloniséiert a gesammelt goufen, a West- an Ostafrika ënnerschiddlech war tëscht deenen, déi iwwerlieft hunn, an deenen, déi nom Kontakt mam Pyrethroid Deltamethrin gestuerwe sinn. Am Kontext vun der Insektizidresistenz kann de Verglach vun der Darmflora aus verschiddene Regioune vun Afrika mat verschiddenen Aarten a Resistenzniveauen hëllefen, regional Aflëss op mikrobiell Gemeinschaften ze verstoen. Laborkolonien koumen aus Burkina Faso a goufen an zwou verschiddenen europäesche Laboratoiren (An. coluzzii an Däitschland an An. arabiensis a Groussbritannien) opgezuucht, Moustiquen aus Burkina Faso hunn all dräi Aarte vum An. gambiae-Aartenkomplex representéiert, a Moustiquen aus Äthiopien hunn An. arabiensis representéiert. Hei weisen mir, datt Anopheles arabiensis aus Äthiopien ënnerschiddlech Darmflora-Signaturen a liewegen a doudege Moustiquen hat, während Anopheles arabiensis aus Burkina Faso an zwee Laboratoiren dat net hat. Zil vun dëser Studie ass et, d'Insektizidresistenz weider z'ënnersichen. Mir hunn RNA-Sequenzéierung op den Anopheles arabiensis-Populatiounen duerchgefouert a festgestallt, datt Genen, déi mat Insektizidresistenz assoziéiert sinn, eropreguléiert waren, während d'Atmung-bezogen Genen allgemeng verännert waren. D'Integratioun vun dësen Donnéeën mat enger zweeter Populatioun aus Äthiopien huet Schlësselentgiftungsgenen an der Regioun identifizéiert. Weideren Verglach mat Anopheles arabiensis aus Burkina Faso huet bedeitend Ënnerscheeder an den Transkriptomprofiler opgedeckt, awer trotzdem véier Schlësselentgiftungsgenen identifizéiert, déi an Afrika iwwerexpriméiert waren.
Lieweg an dout Moustiquen vun all Spezies aus all Regioun goufen dann mat 16S-Sequenzéierung sequenzéiert an déi relativ Heefegkeete goufe berechent. Et goufen keng Ënnerscheeder an der Alpha-Diversitéit observéiert, wat op keng Ënnerscheeder an der Räichtum vun den operationellen taxonomeschen Eenheeten (OTU) hiweist; d'Beta-Diversitéit huet awer tëscht de Länner signifikant variéiert, an d'Interaktiounstermer fir Land a Liewen/Doud-Status (PANOVA = 0,001 respektiv 0,008) hunn drop higewisen, datt et Diversitéit tëscht dëse Faktoren gouf. Et goufen keng Ënnerscheeder an der Beta-Varianz tëscht de Länner observéiert, wat op ähnlech Varianzen tëscht de Gruppen hiweist. De Bray-Curtis multivariate Skalierungsdiagramm (Figur 2A) huet gewisen, datt d'Prouwen gréisstendeels no Standuert getrennt waren, awer et gouf e puer bemierkenswäert Ausnamen. Verschidde Prouwen aus der An. arabiensis-Gemeinschaft an eng Prouwen aus der An. coluzzii-Gemeinschaft hunn sech mat enger Prouwen aus Burkina Faso iwwerlappt, während eng Prouwen aus den An. arabiensis-Prouwen aus Burkina Faso sech mat der Prouwen aus der An. arabiensis-Gemeinschaft iwwerlappt huet, wat drop hiweise kéint, datt déi ursprénglech Mikrobiota iwwer vill Generatiounen an iwwer verschidde Regiounen zoufälleg erhale bliwwen ass. D'Prouwe vu Burkina Faso waren net kloer no Aart getrennt; dëse Manktem u Segregatioun war erwaart, well d'Individuen duerno zesummegefaasst goufen, obwuel se aus verschiddene Larvenëmfeld koumen. Tatsächlech hunn Studien gewisen, datt d'Gemeinschaft vun enger ekologescher Nisch während der aquatescher Phas d'Zesummesetzung vun der Mikrobiota wesentlech beaflosse kann [50]. Interessanterweis, wärend d'Moskitoprouwe vu Burkina Faso a Gemeinschafte keng Ënnerscheeder am Iwwerliewe oder der Mortalitéit vu Moskitoen no der Belaaschtung mat Insektiziden gewisen hunn, waren d'ethiopesch Prouwe kloer getrennt, wat drop hiweist, datt d'Zesummesetzung vun der Mikrobiota an dësen Anopheles-Prouwe mat Insektizidresistenz assoziéiert ass. D'Prouwe goufen op der selwechter Plaz gesammelt, wat déi méi staark Associatioun erkläre kéint.
Resistenz géint Pyrethroidinsektiziden ass e komplexe Phänotyp, an obwuel Ännerungen am Metabolismus an den Zilgruppen relativ gutt studéiert sinn, fänken d'Ännerungen an der Mikrobiota eréischt un, exploréiert ze ginn. An dëser Studie weisen mir, datt Ännerungen an der Mikrobiota a bestëmmte Populatiounen méi wichteg kënne sinn; mir charakteriséieren weider d'Insektizidresistenz bei Anopheles arabiensis aus Bahir Dar a weisen Ännerungen a bekannte Resistenz-assoziéierte Transkripten, souwéi bedeitend Ännerungen an atmungsbedingte Genen, déi och an enger fréierer RNA-seq-Studie vun Anopheles arabiensis-Populatiounen aus Äthiopien evident waren. Zesumme suggeréieren dës Resultater, datt d'Insektizidresistenz bei dëse Moustiquen vun enger Kombinatioun vu geneteschen an net-geneetesche Faktoren ofhänke kann, wahrscheinlech well symbiotesch Bezéiunge mat indigenen Bakterien den Insektizidofbau a Populatiounen mat méi nidderegen Resistenzniveauen ergänze kënnen.
Rezent Studien hunn eng erhéicht Atmung mat Insektizidresistenz a Verbindung bruecht, wat mat den beräicherte Ontologietermen am Bahir Dar RNAseq an den integréierten ethiopeschen Donnéeën, déi hei kritt goufen, iwwereneestëmmt; wat nach eng Kéier drop hiweist, datt Resistenz zu enger erhéichter Atmung féiert, entweder als Ursaach oder als Konsequenz vun dësem Phänotyp. Wa dës Ännerungen zu Ënnerscheeder am Potenzial vu reaktive Sauerstoff- a Stéckstoffspezies féieren, wéi virdru scho proposéiert, kéint dëst d'Vektorkompetenz an d'mikrobiell Koloniséierung duerch differenziell bakteriell Resistenz géint ROS-Fängeraarbecht duerch laangfristeg Kommensalbakterien beaflossen.
D'Donnéeën, déi hei presentéiert ginn, liwweren Beweiser dofir, datt d'Darmflora d'Insektizidresistenz a bestëmmten Ëmfeld beaflosse kann. Mir hunn och gewisen, datt d'An. arabiensis-Moustiquen an Äthiopien ähnlech Transkriptom-Verännerungen weisen, déi Insektizidresistenz verursaachen; d'Zuel vun de Genen, déi deenen am Burkina Faso entspriechen, ass awer kleng. Et bleiwen e puer Aschränkungen wat d'Conclusiounen hei an an anere Studien ugeet. Éischtens muss eng kausal Relatioun tëscht dem Iwwerliewe vu Pyrethroiden an der Mikrobiota mat Hëllef vu metabolomesche Studien oder Mikrobiota-Transplantatioun nogewise ginn. Zousätzlech muss d'Validatioun vu Schlësselkandidaten a verschiddene Populatiounen aus verschiddene Regiounen nogewise ginn. Schlussendlech wäert d'Kombinatioun vun Transkriptom-Donnéeën mat Mikrobiota-Donnéeën duerch gezielt Posttransplantatiounsstudien méi detailléiert Informatiounen doriwwer liwweren, ob d'Darmflora direkt den Transkriptom vu Moustiquen a Bezuch op d'Pyrethroidresistenz beaflosst. Zesummegeholl suggeréieren eis Donnéeën awer, datt d'Resistenz souwuel lokal wéi och transnational ass, wat d'Noutwennegkeet ënnersträicht, nei Insektizidprodukter a verschiddene Regiounen ze testen.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 24. Mäerz 2025