אינסעקטיציד-רעזיסטענטע אנאפעלעס מוסקיטאס פון עטיאפיע, אבער נישט בורקינע פאסא, ווייזן ענדערונגען אין מיקראָביאָטאַ זאַץ נאָך אינסעקטיציד ויסשטעלן | פּאַראַזיטן און וועקטאָרן

מאַלאַריאַ בלייבט אַ הויפּט סיבה פון טויט און קראַנקייט אין אפריקע, מיט דער גרעסטער לאַסט צווישן קינדער אונטער 5 יאָר אַלט. די מערסט עפעקטיוו מיטלען צו פאַרהיטן די קראַנקייט זענען ינסעקטאַסיידאַל וועקטאָר קאָנטראָל אגענטן וואָס צילן דערוואַקסענע אַנאָפעלעס מוסקיטאָס. ווי אַ רעזולטאַט פון די ברייט נוצן פון די ינטערווענטשאַנז, קעגנשטעל צו די מערסט אָפט געניצט קלאַסן פון ינסעקטאַסידז איז איצט וויידספּרעד איבער אפריקע. פֿאַרשטיין די אַנדערלייינג מעקאַניזאַמז וואָס פירן צו דעם פענאָטיפּ איז יקערדיק ביידע צו שפּור די פאַרשפּרייטונג פון קעגנשטעל און צו אַנטוויקלען נייַע מכשירים צו באַקומען עס.
אין דעם שטודיע, האָבן מיר פאַרגליכן די מיקראָביאָם צוזאַמענשטעל פון אינסעקטיציד-רעזיסטענט אַנאָפעלעס גאַמביע, אַנאָפעלעס קרוזי, און אַנאָפעלעס אַראַביענסיס פּאָפּולאַציעס פון בורקינאַ פאַסאָ מיט אינסעקטיציד-סענסיטיווע פּאָפּולאַציעס, אויך פון עטיאָפּיע.
מיר האָבן נישט געפֿונען קיין אונטערשיידן אין דער מיקראָביאָטאַ קאָמפּאָזיציע צווישן אינסעקטיציד-רעזיסטענט אוןאינסעקטיציד-סאַסעפּטאַבאַל פּאָפּולאַציעס אין בורקינאַ פאַסאָ. דאָס רעזולטאַט איז באַשטעטיקט געוואָרן דורך לאַבאָראַטאָריע שטודיעס פון קאָלאָניעס פון צוויי בורקינאַ פאַסאָ לענדער. אין קאַנטראַסט, אין אַנאָפעלעס אַראַביענסיס מוסקיטאָס פון עטיאָפּיע, זענען קלאָרע אונטערשיידן אין דער מיקראָביאָטאַ זאַץ באמערקט געוואָרן צווישן די וואָס זענען געשטאָרבן און די וואָס האָבן איבערגעלעבט אינסעקטיציד ויסשטעל. צו ווייטער אויספאָרשן די קעגנשטעל פון דער אַנאָפעלעס אַראַביענסיס פּאָפּולאַציע, האָבן מיר דורכגעפירט RNA סיקווענסינג און געפונען דיפערענציעלע אויסדרוק פון דעטאָקסיפיקאַציע גענעס פֿאַרבונדן מיט אינסעקטיציד קעגנשטעל, ווי אויך ענדערונגען אין רעספּיראַטאָרישע, מעטאַבאַלישע און סינאַפּטישע יאָן קאַנאַלן.
אונדזערע רעזולטאַטן פֿאָרשלאָגן אַז אין עטלעכע פֿאַלן קען די מיקראָביאָטאַ ביישטייערן צו דער אַנטוויקלונג פֿון אינסעקטיציד קעגנשטעל, אין אַדישאַן צו טראַנסקריפּטאָם ענדערונגען.
כאָטש קעגנשטעל ווערט אָפט באַשריבן ווי אַ גענעטישע קאָמפּאָנענט פון די אַנאָפעלעס וועקטאָר, האָבן לעצטע שטודיעס געוויזן אַז די מיקראָביאָם ענדערט זיך אין ענטפער צו ינסעקטיציד ויסשטעלן, וואָס סאַגדזשעסט אַ ראָלע פֿאַר די אָרגאַניזמען אין קעגנשטעל. טאַקע, שטודיעס פון אַנאָפעלעס גאַמביאַע מוסקיטאָ וועקטאָרן אין דרום און צענטראַל אַמעריקע האָבן געוויזן באַטייטיק ענדערונגען אין די עפּידערמאַל מיקראָביאָם נאָך ויסשטעלן צו פּירעטהראָידס, ווי אויך ענדערונגען אין די קוילעלדיק מיקראָביאָם נאָך ויסשטעלן צו אָרגאַנאָפאָספאַטן. אין אפריקע, פּירעטהראָיד קעגנשטעל איז געווען פֿאַרבונדן מיט ענדערונגען אין די זאַץ פון די מיקראָביאָטאַ אין קאַמערון, קעניאַ און קאָוסט ד'יוואַר, בשעת לאַבאָראַטאָריע-אַדאַפּטאַד אַנאָפעלעס גאַמביאַע האָבן געוויזן ענדערונגען אין זייער מיקראָביאָטאַ נאָך סעלעקציע פֿאַר פּירעטהראָיד קעגנשטעל. דערצו, עקספּערימענטאַל באַהאַנדלונג מיט אַנטיביאָטיקס און די צוגאב פון באַוווסט באַקטיריאַ אין לאַבאָראַטאָריע-קאָלאָנייזד אַנאָפעלעס אַראַביענסיס מוסקיטאָס האָבן געוויזן געוואקסן טאָלעראַנץ צו פּירעטהראָידס. צוזאַמען, די דאַטן פֿאָרשלאָגן אַז ינסעקטיציד קעגנשטעל קען זיין לינגקט צו די מוסקיטאָ מיקראָביאָם און אַז דעם אַספּעקט פון ינסעקטיציד קעגנשטעל קען זיין יקספּלויטאַד פֿאַר קראַנקייט וועקטאָר קאָנטראָל.
אין דעם שטודיע, האָבן מיר גענוצט 16S סיקווענסינג צו באַשטימען צי די מיקראָביאָטאַ פון לאַבאָראַטאָריע-קאָלאָניזירטע און פעלד-געזאַמלטע מושקיטאָס אין מערב און מזרח אפריקע איז אַנדערש צווישן די וואָס האָבן איבערגעלעבט און די וואָס זענען געשטאָרבן נאָך ויסשטעלן צו די פּירעטראָיד דעלטאַמעטהרין. אין דעם קאָנטעקסט פון ינסעקטאַסייד קעגנשטעל, קען פאַרגלייַכן מיקראָביאָטאַ פון פאַרשידענע מקומות פון אפריקע מיט פאַרשידענע מינים און לעוועלס פון קעגנשטעל העלפֿן פֿאַרשטיין רעגיאָנאַלע השפּעות אויף מיקראָביאַל קהילות. לאַבאָראַטאָריע קאָלאָניעס זענען געווען פון בורקינאַ פאַסאָ און אויפגעצויגן אין צוויי פאַרשידענע אייראָפּעיִשע לאַבאָראַטאָריעס (An. coluzzii אין דייטשלאַנד און An. arabiensis אין דעם פֿאַראייניקטן קעניגרייך), מושקיטאָס פון בורקינאַ פאַסאָ האָבן רעפּרעזענטירט אַלע דריי מינים פון די An. gambiae מינים קאָמפּלעקס, און מושקיטאָס פון עטיאָפּיע האָבן רעפּרעזענטירט An. arabiensis. דאָ, ווײַזן מיר אַז Anopheles arabiensis פון עטיאָפּיע האָט געהאַט באַזונדערע מיקראָביאָטאַ סיגנאַטשערז אין לעבעדיקע און טויטע מושקיטאָס, בשעת Anopheles arabiensis פון בורקינאַ פאַסאָ און צוויי לאַבאָראַטאָריעס האָבן נישט. די ציל פון דעם שטודיע איז צו ווייטער אויספאָרשן ינסעקטאַסייד קעגנשטעל. מיר האָבן דורכגעפירט RNA סיקווענסינג אויף די Anopheles arabiensis פּאָפּולאַציעס און געפֿונען אַז גענעס פֿאַרבונדן מיט אינסעקטיציד קעגנשטעל זענען געווען אַפּראָוטשט, בשעת רעספּיראַציע-פֿאַרבונדענע גענעס זענען בכלל געווען געביטן. אינטעגראַציע פֿון די דאַטן מיט אַ צווייטער פּאָפּולאַציע פֿון עטיאָפּיע האָט אידענטיפֿיצירט שליסל דעטאָקסיפיקאַציע גענעס אין דער געגנט. ווייטערדיקע פֿאַרגלייַך מיט Anopheles arabiensis פֿון בורקינאַ פֿאַסאָ האָט אַנטפּלעקט באַדייטנדיקע אונטערשיידן אין טראַנסקריפּטאָם פּראָפֿילן, אָבער נאָך אַלץ אידענטיפֿיצירט פֿיר שליסל דעטאָקסיפיקאַציע גענעס וואָס זענען געווען איבערגעדרוקט איבער אַפֿריקע.
לעבעדיגע און טויטע מושקיטאָס פון יעדן מינים פון יעדן ראַיאָן זענען דעמאָלט סיקווענסט געוואָרן מיט 16S סיקווענסינג און רעלאַטיווע זעטיקייטן זענען קאַלקיאַלייטיד געוואָרן. קיין אונטערשיידן אין אַלפאַ דייווערסיטי זענען נישט באמערקט געוואָרן, וואָס ווײַזט אויף קיין אונטערשיידן אין אָפּעראַציאָנעלער טאַקסאָנאָמישער יוניט (OTU) רייַכקייט; אָבער, ביתא דייווערסיטי האט זיך באַטייטיק ווערייִרט צווישן לענדער, און אינטעראַקציע טערמינען פֿאַר לאַנד און לעבעדיק/טויט סטאַטוס (PANOVA = 0.001 און 0.008, ריספּעקטיוולי) האָבן געוויזן אַז דייווערסיטי עקזיסטירט צווישן די פאַקטאָרן. קיין אונטערשיידן אין ביתא וואַריאַנס זענען נישט באמערקט געוואָרן צווישן לענדער, וואָס ווײַזט אויף ענלעכע וואַריאַנסן צווישן גרופּעס. די Bray-Curtis מולטיוואַריאַט סקיילינג פּלאַנעווען (פיגור 2A) האט געוויזן אַז מוסטערן זענען געווען לאַרגעלי סעגרעגירט לויט אָרט, אָבער עס זענען געווען עטלעכע באַמערקבאַרע אויסנעמען. עטלעכע מוסטערן פון דער An. arabiensis קהילה און איין מוסטער פון דער An. coluzzii קהילה האָבן זיך אָוווערלאַפּט מיט אַ מוסטער פון בורקינאַ פאַסאָ, בשעת איין מוסטער פון די An. arabiensis מוסטערן פון בורקינאַ פאַסאָ האָט זיך אָוווערלאַפּט מיט די An. arabiensis קהילה מוסטער, וואָס קען ווײַזן אַז די אָריגינעלע מיקראָביאָטאַ איז געווען ראַנדאָם מיינטיינד איבער פילע דורות און אַריבער קייפל ראַיאָנען. די בורקינע פאסא מוסטערן זענען נישט קלאר אפגעזונדערט געווארן לויט מינים; דער מאנגל אין אפגעזונדערטקייט איז געווען ערווארטעט ווייל יחידים זענען דערנאך צוזאמענגעשטעלט געווארן טראץ דעם וואס זיי שטאמען פון פארשידענע לאַרוואַלע סביבות. טאקע, שטודיעס האבן געוויזן אז טיילן אן עקאלאגישע נישע בעת דעם וואסער-שטאפל קען באדייטנד איינפלוסן די צוזאמענשטעלונג פון דער מיקראָביאָטאַ [50]. אינטערעסאנט, כאטש די בורקינע פאסא מוסקיטאָ מוסטערן און קהילות האבן נישט געוויזן קיין אונטערשיידן אין מוסקיטאָ איבערלעבונג אדער שטערבליכקייט נאך אינסעקטיציד אויסשטעלונג, די עטיאפישע מוסטערן זענען קלאר אפגעזונדערט געווארן, וואס ווייזט אז די מיקראָביאָטאַ צוזאמענשטעלונג אין די אנאפעלעס מוסטערן איז פארבונדן מיט אינסעקטיציד קעגנשטעל. די מוסטערן זענען געזאמלט געווארן פון דער זעלבער לאקאציע, וואס קען דערקלערן די שטארקערע פארבינדונג.
קעגנשטאנד צו פּירעטראָיד אינסעקטיצידן איז אַ קאָמפּלעקסער פענאָטיפּ, און כאָטש ענדערונגען אין מעטאַבאָליזם און צילן זענען רעלאַטיוו גוט שטודירט, ענדערונגען אין די מיקראָביאָטאַ אָנהייבן ערשט צו ווערן אויסגעפאָרשט. אין דעם לערנען, ווייַזן מיר אַז ענדערונגען אין די מיקראָביאָטאַ קען זיין מער וויכטיק אין זיכער פּאָפּולאַציעס; מיר ווייטער כאַראַקטערייז ינסעקטאַסייד קעגנשטאנד אין אַנאָפעלעס אַראַביענסיס פון באַהיר דאַר און ווייַזן ענדערונגען אין באַוווסט קעגנשטאנד-פֿאַרבונדענע טראַנסקריפּטן, ווי געזונט ווי באַטייַטיק ענדערונגען אין רעספּיראַציע-פֿאַרבונדענע גענעס וואָס זענען אויך געווען קלאָר אין אַ פריערדיקער RNA-seq לערנען פון אַנאָפעלעס אַראַביענסיס פּאָפּולאַציעס פון עטיאָפּיע. צוזאַמען, די רעזולטאַטן פֿאָרשלאָגן אַז ינסעקטאַסייד קעגנשטאנד אין די מאַסקיטאָס קען אָפענגען אויף אַ קאָמבינאַציע פון ​​גענעטישע און ניט-גענעטישע סיבות, מסתּמא ווייַל סימביאָטישע באַציאונגען מיט ינדידזשאַנאַס באַקטיריאַ קען קאַמפּלאַמענט ינסעקטאַסייד דעגראַדאַציע אין פּאָפּולאַציעס מיט נידעריקער לעוועלס פון קעגנשטאנד.
פרישע שטודיעס האבן פארבונדן פארגרעסערטע רעספּיראציע צו אינסעקטיציד קעגנשטעל, וואס איז אין איינקלאנג מיט די ענריטשט אנטאלאגיע טערמינען אין באהיר דאר RNAseq און די אינטעגרירטע עטיאפישע דאטן וואס זענען דא באקומען; נאכאמאל, וואס ווייזט אז קעגנשטעל רעזולטאטן אין פארגרעסערטע רעספּיראציע, אדער אלס א סיבה אדער א קאנסעקווענץ פון דעם פענאטיפ. אויב די ענדערונגען פירן צו אונטערשיידן אין רעאקטיוון זויערשטאף און שטיקשטאף מינים פאטענציאל, ווי פריער פארגעשלאגן, קען דאס האבן אן איינפלוס אויף וועקטאָר קאמפעטענץ און מיקראביאלע קאלאניזאציע דורך דיפערענציעלע באקטעריעלע קעגנשטעל צו ROS סקאַווענדזשינג דורך לאנג-טערמין קאמענסאלע באקטעריע.
די דאטן וואס ווערן דא פאָרגעשטעלט גיבן באווייזן אז די מיקראָביאָטאַ קען השפּעה האָבן אויף אינסעקטיציד קעגנשטעל אין געוויסע סביבות. מיר האבן אויך דעמאנסטרירט אז An. arabiensis מוסקיטאָס אין עטיאפיע ווייזן ענלעכע טראַנסקריפּטאָם ענדערונגען וואס געבן אינסעקטיציד קעגנשטעל; אבער, די צאָל גענעס וואס קארעספאנדירן צו יענע אין בורקינאַ פאַסאָ איז קליין. עטלעכע וואָרענונגען בלייבן איבער די מסקנות וואס זענען דערגרייכט געוואָרן דאָ און אין אַנדערע שטודיעס. ערשטנס, א קאַוזאַלע באַציִונג צווישן פּירעטראָיד איבערלעבונג און די מיקראָביאָטאַ דאַרף דעמאנסטרירט ווערן דורך מעטאַבאַלאָמישע שטודיעס אדער מיקראָביאָטאַ טראַנספּלאַנטאַציע. אין דערצו, וואַלידאַציע פון ​​שליסל קאַנדידאַטן אין קייפל פּאָפּולאַציעס פון פאַרשידענע מקומות דאַרף דעמאנסטרירט ווערן. צום סוף, קאַמביינינג טראַנסקריפּטאָם דאַטן מיט מיקראָביאָטאַ דאַטן דורך טאַרגעטעד נאָך-טראַנספּלאַנטאַציע שטודיעס וועט צושטעלן מער דיטיילד אינפֿאָרמאַציע וועגן צי די מיקראָביאָטאַ דירעקט השפּעה די מוסקיטאָ טראַנסקריפּטאָם אין באַצוג צו פּירעטראָיד קעגנשטעל. אבער, צוזאַמען גענומען, אונדזער דאַטן פֿאָרשלאָגן אז קעגנשטעל איז ביידע לאָקאַל און טראַנסנאַציאָנאַל, אונטערשטרייַכן די נויטווענדיקייט צו פּרובירן נייַע אינסעקטיציד פּראָדוקטן אין קייפל מקומות.