A malaria ferma una causa maiò di morte è di malatie in Africa, cù u più grande pesu trà i zitelli di menu di 5 anni. U mezzu u più efficace per prevene a malatia sò l'agenti insetticidi di cuntrollu di i vettori chì miranu à e zanzare adulte Anopheles. Cum'è risultatu di l'usu diffusu di sti interventi, a resistenza à e classi d'insetticidi più cumunemente aduprate hè avà diffusa in tutta l'Africa. Capisce i meccanismi sottostanti chì portanu à questu fenotipu hè essenziale sia per seguità a diffusione di a resistenza sia per sviluppà novi strumenti per superalla.
In questu studiu, avemu paragunatu a cumpusizione di u microbioma di e pupulazioni di Anopheles gambiae, Anopheles cruzi è Anopheles arabiensis resistenti à l'insetticidi di u Burkina Faso cù pupulazioni sensibili à l'insetticidi, ancu di l'Etiopia.
Ùn avemu trovu nisuna differenza in a cumpusizione di a microbiota trà e persone resistenti à l'insetticidi è quelle chì...insetticida-pupulazioni suscettibili in Burkina Faso. Stu risultatu hè statu cunfirmatu da studii di laburatoriu di culonie di dui paesi di u Burkina Faso. In cuntrastu, in i zanzari Anopheles arabiensis di l'Etiopia, sò state osservate differenze chjare in a cumpusizione di a microbiota trà quelli chì sò morti è quelli chì anu sopravvissutu à l'esposizione à l'insetticida. Per investigà ulteriormente a resistenza di sta pupulazione di Anopheles arabiensis, avemu realizatu u sequenziamentu di l'ARN è avemu trovu l'espressione differenziale di i geni di disintossicazione assuciati à a resistenza à l'insetticida, è ancu cambiamenti in i canali ionici respiratori, metabolichi è sinaptici.
I nostri risultati suggerenu chì in certi casi a microbiota pò cuntribuisce à u sviluppu di a resistenza à l'insetticidi, in più di i cambiamenti di u trascrittoma.
Ancu s'è a resistenza hè spessu discritta cum'è una cumpunente genetica di u vettore Anopheles, studii recenti anu dimustratu chì u microbioma cambia in risposta à l'esposizione à l'insetticidi, ciò chì suggerisce un rolu per questi organismi in a resistenza. Infatti, studii di i vettori di zanzare Anopheles gambiae in America Meridionale è Centrale anu dimustratu cambiamenti significativi in u microbioma epidermicu dopu l'esposizione à i piretroidi, è ancu cambiamenti in u microbioma generale dopu l'esposizione à l'organofosfati. In Africa, a resistenza à i piretroidi hè stata assuciata à cambiamenti in a cumpusizione di a microbiota in Camerun, Kenya è Costa d'Avorio, mentre chì Anopheles gambiae adattatu in laburatoriu hà dimustratu cambiamenti in a so microbiota dopu a selezzione per a resistenza à i piretroidi. Inoltre, u trattamentu sperimentale cù antibiotici è l'aghjunta di batteri cunnisciuti in zanzare Anopheles arabiensis culunizate in laburatoriu anu dimustratu una maggiore tolleranza à i piretroidi. Inseme, questi dati suggeriscenu chì a resistenza à l'insetticidi pò esse ligata à u microbioma di a zanzara è chì questu aspettu di a resistenza à l'insetticidi puderia esse sfruttatu per u cuntrollu di i vettori di malatie.
In questu studiu, avemu utilizatu u sequenziamentu 16S per determinà se a microbiota di e zanzare culunizate in laburatoriu è raccolte in u campu in Africa Occidentale è Orientale differia trà quelle chì sò sopravvissute è quelle chì sò morte dopu l'esposizione à a deltametrina piretroide. In u cuntestu di a resistenza à l'insetticidi, paragunà a microbiota di diverse regioni di l'Africa cù diverse spezie è livelli di resistenza pò aiutà à capisce l'influenze regiunali nantu à e cumunità microbiche. E culonie di laburatoriu eranu di u Burkina Faso è allevate in dui diversi laburatorii europei (An. coluzzii in Germania è An. arabiensis in u Regnu Unitu), e zanzare di u Burkina Faso rapprisentavanu tutte e trè spezie di u cumplessu di spezie An. gambiae, è e zanzare di l'Etiopia rapprisentavanu An. arabiensis. Quì, mostremu chì Anopheles arabiensis di l'Etiopia avia firme distinte di microbiota in zanzare vive è morte, mentre chì Anopheles arabiensis di u Burkina Faso è dui laburatorii ùn l'avianu micca. U scopu di questu studiu hè di investigà più in prufundità a resistenza à l'insetticidi. Avemu realizatu u sequenziamentu di l'RNA nantu à e pupulazioni di Anopheles arabiensis è avemu trovu chì i geni assuciati à a resistenza à l'insetticidi eranu sovraregulati, mentre chì i geni ligati à a respirazione eranu generalmente alterati. L'integrazione di sti dati cù una seconda pupulazione di l'Etiopia hà identificatu geni chjave di disintossicazione in a regione. Un'ulteriore paragone cù Anopheles arabiensis di u Burkina Faso hà rivelatu differenze significative in i profili di u trascrittoma, ma hà ancu identificatu quattru geni chjave di disintossicazione chì eranu sovraespressi in tutta l'Africa.
E zanzare vive è morte di ogni spezia di ogni regione sò state poi sequenziate cù u sequenziamentu 16S è l'abbundanze relative sò state calculate. Nisuna differenza in a diversità alfa hè stata osservata, ciò chì indica chì ùn ci sò differenze in a ricchezza di l'unità tassonomica operativa (OTU); tuttavia, a diversità beta hà variatu significativamente trà i paesi, è i termini d'interazione per u paese è u statutu vivu/mortu (PANOVA = 0,001 è 0,008, rispettivamente) anu indicatu chì a diversità esisteva trà questi fattori. Nisuna differenza in a varianza beta hè stata osservata trà i paesi, ciò chì indica varianze simili trà i gruppi. U graficu di scalatura multivariata di Bray-Curtis (Figura 2A) hà mostratu chì i campioni eranu largamente segregati per locu, ma ci sò state alcune eccezioni notevuli. Parechji campioni di a cumunità An. arabiensis è un campione di a cumunità An. coluzzii si sò sovrapposti à un campione di u Burkina Faso, mentre chì un campione di i campioni An. arabiensis di u Burkina Faso si hè sovrappostu à u campione di a cumunità An. arabiensis, ciò chì pò indicà chì a microbiota originale hè stata mantenuta à casu per parechje generazioni è in parechje regioni. I campioni di u Burkina Faso ùn eranu micca chjaramente segregati per spezie; Sta mancanza di segregazione era prevista postu chì l'individui sò stati successivamente raggruppati malgradu esse uriginarii di diversi ambienti larvali. Infatti, studii anu dimustratu chì sparte una nicchia ecologica durante u stadiu acquaticu pò influenzà significativamente a cumpusizione di a microbiota [50]. Hè interessante nutà chì, mentre i campioni è e cumunità di zanzare di u Burkina Faso ùn anu mostratu alcuna differenza in a sopravvivenza o a mortalità di e zanzare dopu l'esposizione à l'insetticida, i campioni etiopi eranu chjaramente segregati, ciò chì suggerisce chì a cumpusizione di a microbiota in questi campioni di Anopheles hè assuciata à a resistenza à l'insetticida. I campioni sò stati raccolti da u listessu locu, ciò chì pò spiegà l'associazione più forte.
A resistenza à l'insetticidi piretroidi hè un fenotipu cumplessu, è mentre chì i cambiamenti in u metabolismu è i bersagli sò relativamente ben studiati, i cambiamenti in a microbiota cumincianu solu à esse esplorati. In questu studiu, mostremu chì i cambiamenti in a microbiota ponu esse più impurtanti in certe pupulazioni; caratterizemu ulteriormente a resistenza à l'insetticidi in Anopheles arabiensis di Bahir Dar è mostremu cambiamenti in i trascritti assuciati à a resistenza cunnisciuti, è ancu cambiamenti significativi in i geni ligati à a respirazione chì eranu ancu evidenti in un studiu precedente di RNA-seq di pupulazioni di Anopheles arabiensis di l'Etiopia. Insemi, questi risultati suggerenu chì a resistenza à l'insetticidi in queste zanzare pò dipende da una cumminazione di fattori genetichi è non genetichi, probabilmente perchè e relazioni simbiotiche cù i batteri indigeni ponu cumplementà a degradazione di l'insetticidi in pupulazioni cù livelli più bassi di resistenza.
Studi recenti anu ligatu l'aumentu di a respirazione à a resistenza à l'insetticidi, in cunfurmità cù i termini ontologichi arricchiti in Bahir Dar RNAseq è i dati etiopi integrati ottenuti quì; suggerendu torna chì a resistenza si traduce in un aumentu di a respirazione, sia cum'è causa sia cum'è cunsequenza di stu fenotipu. Se sti cambiamenti portanu à differenze in u putenziale di e spezie reattive di l'ossigenu è di l'azotu, cum'è suggeritu prima, questu puderia influenzà a cumpetenza vettoriale è a culunizazione microbica per via di a resistenza batterica differenziale à a eliminazione di ROS da i batteri cummensali à longu andà.
I dati presentati quì furniscenu evidenze chì a microbiota pò influenzà a resistenza à l'insetticidi in certi ambienti. Avemu ancu dimustratu chì e zanzare An. arabiensis in Etiopia mostranu alterazioni simili di u trascrittoma chì cunferiscenu resistenza à l'insetticidi; tuttavia, u numeru di geni currispondenti à quelli in Burkina Faso hè chjucu. Parechje avvertenze restanu riguardu à e cunclusioni raggiunte quì è in altri studii. Prima, una relazione causale trà a sopravvivenza di i piretroidi è a microbiota deve esse dimustrata aduprendu studii metabolomichi o trapianti di microbiota. Inoltre, a validazione di candidati chjave in parechje pupulazioni di diverse regioni deve esse dimustrata. Infine, a cumbinazione di i dati di u trascrittoma cù i dati di a microbiota per mezu di studii mirati post-trapianto furnirà informazioni più dettagliate nantu à se a microbiota influenza direttamente u trascrittoma di e zanzare in quantu à a resistenza à i piretroidi. Tuttavia, presi inseme, i nostri dati suggerenu chì a resistenza hè sia lucale sia transnazionale, mettendu in risaltu a necessità di testà novi prudutti insetticidi in parechje regioni.
Data di publicazione: 24 di marzu di u 2025