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蚊と殺虫剤耐性:新しい洞察

研究によると、蚊が距離から殺虫剤を検知する方法が明らかになり、マラリア対策に影響を与えている。

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目次

マラリアは、主にアノフェレス種の感染した蚊の咬傷を通じて伝染する寄生虫によって引き起こされる深刻な病気だ。マラリアと戦うために、殺虫剤が一般的に使われていて、特に殺虫剤処理されたネット(ITN)や屋内スプレーが使われる。これらの方法は、多くの地域でマラリアの症例を大幅に減少させた。人気のある殺虫剤の一種はピレスロイドで、これはマラリアを運ぶ蚊に対して効果的でありながら、人間や他の哺乳類には低リスクだ。

殺虫剤耐性の増加

殺虫剤の使用は有益だったけど、ピレスロイドの連続的な使用が深刻な問題を引き起こした。それは殺虫剤耐性だ。つまり、蚊はこれらの化学物質にさらされても生き残る方法を身につけてしまった。耐性は、蚊の遺伝的変化など、さまざまな理由で起こることがある。

研究者たちは蚊がどうやって耐性を発展させるのかを調べてる。中には、生物的変化で殺虫剤に対して抵抗力がつくものもいて、殺虫剤が効くターゲット部位が変わることもある。ほかには、代謝耐性を示す蚊もいて、通常よりも早く殺虫剤を分解できるんだ。さらに、外層に変化があって、殺虫剤が浸透しにくくなる場合もある。

行動耐性

物理的な変化だけじゃなくて、蚊は行動を適応させて殺虫剤を避けることもできる。例えば、食べ物を探す時間や場所を変えたりする。ある蚊は、家の中ではなく外で宿主を探すこともあるし、他の蚊は殺虫剤が効果的な時間を避けて噛む時間をずらすこともある。こうした行動の変化は、従来の制御方法が効果的に機能するのをさらに難しくすることがある。

研究によれば、蚊は殺虫剤の存在に応じて習慣を変えることができるんだ。例えば、殺虫剤が使われている場所を避けたり、これらの化学物質の影響を逃れるために餌を取るパターンを変えたりする。こうした行動の適応は、物理的な耐性メカニズムよりもあまり研究されていないけど、マラリア制御の成功に影響を与える重要な要素としてますます認識されているよ。

殺虫剤の非接触検知

新しい興味は、蚊が物理的な接触がなくても殺虫剤を検知できるかどうかだ。いくつかの研究では、特定のピレスロイドが蚊によって遠くから感じ取られることが報告されている。ただ、他の広く使われているピレスロイド、例えばペルメトリンやデルタメトリンが直接的な接触なしに反応を引き起こすかどうかはまだ不明だ。

研究者たちは、蚊が殺虫剤を感じる能力が温度に依存するかもしれないことを発見した。殺虫剤が高温にさらされると、その揮発性が増して、蚊がそれをよりよく検知できる可能性がある。これが、温かい条件下では蚊が殺虫剤の存在に対して異なる行動を示す理由かもしれない。

研究の概要

最近の研究では、特定の一般的に使用されるピレスロイドが蚊によって直接接触なしに検出できるか調べた。研究者は、殺虫剤に敏感なアノフェレス・ガンビエの2つの系統を調べた:1つは殺虫剤に感受性があり、もう1つは耐性を持っているもの。さらに、野生から集めた蚊もテストして、結果が広く適用されるか確認した。

蚊は制御された環境に置かれ、異なる濃度の殺虫剤を含む空気に25°Cと35°Cの2つの異なる温度でさらされた。研究者たちは、蚊が殺虫剤を含む空気に反応して飛び立つかどうかを観察した。

結果

研究の結果、感受性と耐性を持つ蚊の両方の系統が、低濃度でも遠くからピレスロイドを検知できることがわかった。殺虫剤の量が多く、温度が高いほど、蚊が飛び立つ可能性が増えた。これにより、蚊は直接接触なしに殺虫剤を感知でき、またその行動が空気中の殺虫剤の量と周囲の温度に影響されることが示唆された。

興味深いことに、耐性のある蚊は、一部の殺虫剤に対して感受性のあるものと比べて有意に異なる反応を示さなかったけど、使用されるピレスロイドの種類によっては違いがあった。例えば、アルファ-サイペルメトリンにさらされた時、耐性のある蚊は感受性のあるものよりも反応が鈍かった。このことは、いくつかの耐性メカニズムがその行動に影響を及ぼす可能性があることを示している。

フィールドスタディでも、さまざまな種類のアノフェレス蚊が遠くからペルメトリンを感知できることが示された。これはテストされたすべての種に当てはまるようで、殺虫剤を接触なしに検知する能力は、異なる地域のマラリアを運ぶ蚊に共通する特性かもしれない。

マラリア制御への影響

この研究の結果は、マラリア制御の努力に重要な意味を持つ。蚊が遠くから殺虫剤を検知できることを知ることで、殺虫剤処理されたネットや屋内スプレーという従来の方法の効果が、蚊が行動を適応させることで減少する可能性がある。彼らが処理されたエリアを避けることを学んだり、餌の取り方を変えたりすれば、マラリアの感染リスクが高まるかもしれない。

これは、殺虫剤の効果だけでなく、蚊がそれに対してどのように行動的に反応するかも考慮した統合ベクターマネジメント戦略の必要性を強調している。これらの適応を理解することで、研究者や公衆衛生の専門家はマラリアやそのベクターに対抗するためのより良い戦略を開発できる。

将来の研究方向

この研究はいくつかの将来の研究のための質問を提起している。例えば、蚊がこれらの殺虫剤をどのように検知するかの具体的なメカニズムを理解することで、より効果的な制御戦略を作成する手助けができるかもしれない。特定の匂い受容体が、これらの昆虫が遠くから化学物質を感知する役割を果たしている可能性もある。

さらに、温度や湿度のような環境要因が蚊の行動や殺虫剤の検知にどのように影響するかを探ることもできる。異なる蚊の種や集団を調査することで、マラリアのベクターの間でこれらの検知能力がどれほど広まっているかも明らかになるだろう。

結論として、この研究は蚊の行動と殺虫剤耐性についての知識が増えていることに寄与している。マラリア制御における蚊と殺虫剤の複雑な関係を強調し、制御戦略が進化するにつれて、私たちの理解とこれらのしつこい害虫に対抗するアプローチも進化させていかなければならないことを示している。この発見は、殺虫剤耐性や蚊の行動適応による課題に対処する上での研究の重要性を強調している。

オリジナルソース

タイトル: Non-contact detection of pyrethroids widely used in vector control by Anopheles mosquitoes

概要: Pyrethroids are the most widely used insecticides to control vector borne diseases including malaria. Physiological resistance mechanisms to these insecticides have been well described, whereas those for behavioral resistance remain overlooked. Field data suggest the presence of spatial sensory detection by Anopheles mosquitoes of the pyrethroid molecules used in insecticide-based control tools, such as long-lasting insecticide nets or insecticide residual spraying, opening the way to the emergence of a wide range of behavioral adaptations among malaria vectors. However, the spatial sensory detection of these molecules is controversial and needs to be demonstrated. The goal of this study was to behaviorally characterize the non-contact detection of three of the most common pyrethroids used for malaria vector control: permethrin, deltamethrin an -cypermethrin. To reach this goal, we recorded the behavior (takeoff response) of Anopheles gambiae pyrethroid-sensitive and resistant laboratory strains, as well as field collected mosquitoes from the Gambiae complex, when exposed to the headspace of bottles containing different doses of the insecticides at 25 and 35{degrees}C, in order to represent a range of laboratory and field temperatures. We found the proportion of laboratory susceptible and resistant female mosquitoes that took off was, in all treatments, dose and the temperature dependent. Sensitive mosquitoes were significantly more prone to take off only in the presence of -cypermethrin, whereas sensitive and resistant mosquitoes showed similar responses to permethrin and deltamethrin. Field-collected mosquitoes of the Gambiae complex were also responsive to permethrin, independently of the species identity (An. gambiae, An. coluzzi and An. arabiensis) or their genotypes for the kdr mutation, known to confer resistance to pyrethroids. The observed ability of Anopheles spp. mosquitoes to detect insecticides without contact could favor the evolution of behavioral modifications that may allow them to avoid or reduce the adverse effect of insecticides and thus, the development of behavioral resistance.

著者: Sassan Simplice KAMBOU, A. VALENTE, P. AGNEW, D. F. d. S. Hien, R. S. YERBANGA, N. MOIROUX, K. R. DABIRE, C. PENNETIER, A. COHUET, D. CARRASCO

最終更新: 2024-01-29 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.28.577675

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.28.577675.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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