Взаимосвязь между профилями устойчивости Anopheles gambiae sensu lato к инсектицидам и методами ведения сельского хозяйства в Кот-д'Ивуаре

Паразиты и переносчики, том 16, Артикульный номер: 270 (2023) Цитировать эту статью

517 Доступов

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Борьба с переносчиками малярии с помощью инсектицидов все больше подрывается из-за развития у комаров устойчивости к инсектицидам. Устойчивость к инсектицидам может частично быть связана с использованием пестицидов в сельском хозяйстве, тогда как уровень и механизмы устойчивости могут различаться в зависимости от сельскохозяйственной практики. Настоящее исследование было направлено на оценку того, различаются ли фенотипическая устойчивость к инсектицидам и связанные с ней механизмы молекулярной устойчивости у Anopheles gambiae sensu lato в зависимости от сельскохозяйственной практики.

Мы собрали Ан. gambiae sl на шести участках с тремя различными методами ведения сельского хозяйства, включая выращивание риса, овощей и какао. Затем мы подвергли появившихся взрослых самок воздействию различающихся концентраций бендиокарба (0,1%), дельтаметрина (0,05%), ДДТ (4%) и малатиона (5%), используя стандартный тест Всемирной организации здравоохранения на чувствительность к инсектицидам. Чтобы исследовать основные молекулярные механизмы резистентности, мы использовали мультиплексный анализ TaqMan qPCR. Мы определили частоту мутаций сайта-мишени, включая Vgsc-L995F/S и Vgsc-N1570Y, а также Ace1-G280S. Кроме того, мы измерили уровни экспрессии генов, ранее связанных с устойчивостью к инсектицидам у An. gambiae sl, включая цитохром P450-зависимые монооксигеназы CYP4G16, CYP6M2, CYP6P1, CYP6P3, CYP6P4, CYP6Z1 и CYP9K1, а также глутатион S-трансферазу GSTe2.

Ан. gambiae sl со всех шести сельскохозяйственных участков были устойчивы к бендиокарбу, дельтаметрину и ДДТ, тогда как популяции с двух участков выращивания овощей были дополнительно устойчивы к малатиону. Большинство протестированных комаров несли по крайней мере один мутантный аллель Vgsc-L995F, который связан с устойчивостью к пиретроиду и ДДТ. В местах выращивания какао мы наблюдали самые высокие частоты 995F (80–87%), включая большинство гомозиготных мутантов и несколько одновременно с мутацией Vgsc-N1570Y. Мутацию Ace1 мы чаще всего обнаруживали на участках выращивания овощей (51–60%), с умеренной частотой – на рисе (20–22%) и редко – на участках выращивания какао (3–4%). Напротив, CYP6M2, CYP6P3, CYP6P4, CYP6Z1 и CYP9K1, ранее связанные с метаболической устойчивостью к инсектицидам, показали самые высокие уровни экспрессии в популяциях из мест выращивания риса по сравнению с восприимчивым эталонным штаммом Kisumu.

В нашем исследовании мы наблюдали интригующую связь между типом сельскохозяйственной практики и определенными профилями устойчивости к инсектицидам у переносчика малярии An. gambiae sl, которые могут возникнуть в результате использования пестицидов, применяемых для защиты посевов.

Борьба с переносчиками инфекции является основной стратегией борьбы с малярией, и на протяжении многих лет она доказывала успех в Африке. К сожалению, переносчики становятся все более устойчивыми к инсектицидам, используемым в здравоохранении. Это ставит под угрозу эффективность инсектицидных сеток длительного действия (LLIN) и остаточного опрыскивания помещений (IRS), которые являются основными инструментами борьбы с малярийными комарами [1]. Классическими активными соединениями, используемыми для этих средств, являются пиретроиды, хлорорганические соединения, фосфаты и карбаматы. Однако недавно были перепрофилированы и другие активные ингредиенты, в том числе неоникотиноиды и пирролы [2]. Сообщалось об устойчивости переносчиков малярии к широко используемым инсектицидам в нескольких странах Африки к югу от Сахары [3,4,5,6,7,8,9].

Помимо поведенческих изменений, в устойчивость к инсектицидам вовлечены различные физиологические механизмы. Наиболее важными из них, описанными у африканских переносчиков малярии, являются устойчивость к месту-мишени, приводящая к изменениям мест-мишеней инсектицида, предотвращающая связывание инсектицида [10]; метаболическая резистентность, характеризующаяся изменениями ферментных систем насекомых, приводящими к быстрой детоксикации или секвестрации инсектицидов [11]; и кутикулярная устойчивость, снижающая количество инсектицида, проникающего в насекомое [12].