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Le crescenti sfide della resistenza dell'Aedes Aegypti

Capire la resistenza agli insetticidi nelle zanzare e il suo impatto sulla salute pubblica.

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Le zanzare conosciute come Aedes Aegypti sono portatrici importanti di malattie come dengue, Zika, febbre gialla, virus del West Nile e Chikungunya. Queste malattie causano milioni di infezioni nel mondo ogni anno. Purtroppo, ci sono poche opzioni di trattamento e vaccini disponibili. Negli ultimi anni, Aedes aegypti si è diffusa in nuove aree a causa di cambiamenti ambientali, cambiamenti climatici e un aumento dei viaggi e del commercio tra le persone. Questa espansione aumenta la probabilità di ulteriori focolai di questi virus.

Resistenza agli insetticidi in Aedes Aegypti

Una grande sfida nel controllare le popolazioni di Aedes aegypti è l'aumento della resistenza agli insetticidi. È stata riportata resistenza a insetticidi comunemente usati a livello globale. Questo significa che i trattamenti chimici mirati a uccidere le zanzare stanno diventando meno efficaci. I ricercatori hanno trovato che questa resistenza deriva da vari fattori, tra cui i cambiamenti nei geni delle zanzare che permettono loro di sopravvivere all'esposizione agli insetticidi.

Le zanzare sviluppano resistenza in vari modi. Possono alterare i siti target degli insetticidi nei loro corpi, cambiare il modo in cui metabolizzano le sostanze chimiche e persino modificare il loro comportamento per evitare l'esposizione. Mutazioni specifiche nei geni sono collegate alla resistenza contro diverse classi di insetticidi, che includono carbammati, organocloruri, organofosfati e piretroidi. Ad esempio, sono state trovate mutazioni in alcuni geni che influenzano il modo in cui le zanzare rispondono a questi trattamenti e li aiutano a sopravvivere.

Comprendere la Resistenza ai Siti Target

La resistenza ai siti target si riferisce ai cambiamenti nei geni che gli insetticidi prendono di mira nelle zanzare. Questi cambiamenti spesso portano a mutazioni che impediscono il corretto funzionamento degli insetticidi. Ad esempio, alcune mutazioni nel gene del canale sodico a voltaggio dipendente sono collegate alla resistenza contro gli insetticidi piretroidi. Queste mutazioni impediscono agli insetticidi di disturbare il sistema nervoso della zanzara, che è come funzionano tipicamente queste sostanze chimiche.

Altri geni, come il gene dell'acetilcolinesterasi, giocano anch'essi un ruolo nella resistenza. Questo gene è essenziale per degradare un neurotrasmettitore nel corpo della zanzara. Quando gli insetticidi si legano all'enzima prodotto da questo gene, si verifica un'incapacità di degradare il neurotrasmettitore, causando la morte della zanzara. Tuttavia, mutazioni in questo gene possono portare alla resistenza impedendo il legame efficace degli insetticidi.

Un altro gene, collegato al recettore GABA, è anch'esso coinvolto nella resistenza. Le mutazioni qui possono far sì che l'insetto diventi meno sensibile agli insetticidi, consentendo loro di sopravvivere anche dopo l'esposizione a queste sostanze chimiche. La resistenza spesso deriva da piccoli cambiamenti in questi geni, che possono accumularsi nel tempo mentre le zanzare sono esposte ripetutamente agli insetticidi.

Il Ruolo degli Enzimi Detoxificanti

Oltre ai cambiamenti nei siti target, le zanzare possono anche sviluppare resistenza attraverso enzimi detoxificanti. Questi enzimi aiutano a degradare sostanze chimiche dannose nel corpo della zanzara, compresi gli insetticidi. Il gene della glutatione S-transferasi è uno di questi enzimi che è stato associato alla resistenza. Aumentando la sua espressione o attraverso mutazioni, le zanzare possono resistere meglio agli effetti degli insetticidi.

L'emergere della resistenza non è solo un problema per un tipo specifico di insetticida ma colpisce varie classi. Sottolinea la necessità di migliori strategie di gestione per controllare efficacemente le popolazioni di zanzare.

Diversità genetica in Aedes Aegypti

I ricercatori stanno studiando il patrimonio genetico di Aedes aegypti per comprendere meglio i modelli di resistenza. Esaminando dati genetici da un gran numero di campioni raccolti in tutto il mondo, gli scienziati possono identificare le varie mutazioni presenti in diverse popolazioni. Questa comprensione può aiutare a spiegare come la resistenza si diffonde e varia tra le regioni.

In sostanza, lo studio delle varianti genetiche collegate alla resistenza può identificare quali mutazioni sono diffuse e come si relazionano all'efficacia degli insetticidi in specifiche regioni. Alcune mutazioni possono essere più comuni in certe aree a causa delle pressioni selettive locali derivanti dall'uso degli insetticidi. Questa conoscenza può informare strategie di controllo più mirate.

Tendenze Globali e Modelli Locali

In alcune regioni, certe modifiche genetiche vengono trovate costantemente insieme a segnalazioni di resistenza. Ad esempio, specifiche mutazioni sono state collegate a livelli elevati di resistenza in popolazioni in Thailandia e nelle Americhe. Al contrario, i paesi africani possono mostrare modelli di resistenza diversi. Le frequenze variabili delle mutazioni possono indicare come le pratiche locali, i fattori ambientali e il comportamento delle zanzare influenzino la resistenza.

Particolarmente preoccupante è la resistenza diffusa osservata in regioni dove si fa grande affidamento sugli insetticidi per il controllo delle zanzare. Monitorare la prevalenza di questi cambiamenti genetici aiuta i ricercatori a prevedere futuri focolai e preparare misure di controllo migliori.

Ricerca Collaborativa e Condivisione dei Dati

Gli sforzi per comprendere meglio la resistenza di Aedes aegypti richiedono collaborazione tra paesi e istituzioni di ricerca. La condivisione dei dati genetici può migliorare la comprensione dei meccanismi di resistenza e supportare lo sviluppo di nuove strategie insetticide. Questa collaborazione potrebbe portare a sistemi di sorveglianza più completi per monitorare le tendenze di resistenza in tempo reale.

La condivisione dei dati aiuta anche a costruire un quadro più completo di come evolve la resistenza, poiché i ricercatori possono identificare modelli tra diverse popolazioni. Confrontando le informazioni genetiche, possono determinare quali mutazioni sono più vantaggiose per le zanzare in vari ambienti.

Conclusione: La Necessità di Approcci Integrati

L'aumento della resistenza agli insetticidi in Aedes aegypti presenta sfide significative per la gestione delle malattie trasmesse dalle zanzare. Comprendere la genetica alla base della resistenza è cruciale per sviluppare misure di controllo più efficaci. Le strategie future devono incorporare sia intuizioni genetiche che dati fenotipici per progettare approcci completi per ridurre l'impatto di queste zanzare sulla salute pubblica.

Sfruttando le risorse genetiche e i dati provenienti da tutto il mondo, funzionari sanitari e ricercatori possono creare linee guida più informate per gestire le popolazioni di Aedes aegypti. Alla fine, un approccio multifunzionale che combina conoscenze genetiche, pratiche locali e collaborazione internazionale sarà essenziale per affrontare la crescente minaccia delle malattie trasmesse dalle zanzare.

Un'indagine continua sulla genetica di Aedes aegypti e dei loro meccanismi di resistenza sarà fondamentale per garantire che i metodi di controllo delle zanzare rimangano disponibili ed efficaci. Con gli strumenti e le conoscenze giuste, è possibile mitigare gli impatti di questi insetti sulla salute globale.

Fonte originale

Titolo: Uncovering the genetic diversity in Aedes aegypti insecticide resistance genes through global comparative genomics

Estratto: Insecticides are essential to control the transmission of vector-borne diseases to humans and animals, but their efficacy is being threatened by the spread of resistance across multiple medically important mosquito species. An example of this is Aedes aegypti - a major vector of arboviruses, including Zika, dengue, yellow fever, West Nile, and Chikungunya, with widespread insecticide resistance reported in the Americas and Asia, while data from Africa is more limited. Here we investigate the global genetic diversity in four insecticide resistance associated genes: ace-1, GSTe2, rdl and vgsc. Apart from vgsc, the other genes have been less investigated in Ae. aegypti, and limited genetic diversity information is available. We explore a large whole-genome sequencing dataset of 729 Ae. aegypti across 15 countries including nine in Africa. Among the four genes, we identified 1,829 genetic variants including 474 non-synonymous substitutions, as well as putative copy number variations in GSTe2 and vgsc. Among these are many previously documented insecticide resistance mutations which were present at different frequencies and combinations depending on origin of samples. Global insecticide resistance phenotypic data demonstrated variable resistance in geographic areas with resistant genotypes. These warrant further investigation to assess their functional contribution to insecticide resistant phenotypes and their potential development into genetic panels for operational surveillance. Overall, our work provides the first global catalogue and geographic distribution of known and new amino-acid mutations and duplications that can be used to guide the identification of resistance drivers in Ae. aegypti and thereby support monitoring efforts and strategies for vector control.

Autori: Susana Campino, A. Spadar, E. Collins, L. A. Messenger, T. G. Clark

Ultimo aggiornamento: 2024-03-03 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.29.582728

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.29.582728.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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