PesticidOdpornost členonožcev, ki prenašajo bolezni, kar je pomembno za kmetijstvo, veterinarsko znanost in javno zdravje, predstavlja resno grožnjo svetovnim programom zatiranja vektorjev. Prejšnje študije so pokazale, da so krvosesni vektorji členonožcev, ki sesajo kri, deležni visoke umrljivosti pri zaužitju krvi, ki vsebuje inhibitorje 4-hidroksifenilpiruvat dioksigenaze (HPPD, drugi encim v tirozinski presnovni poti). Ta študija je preučila učinkovitost inhibitorjev HPPD v β-triketonskih herbicidih proti trem glavnim vrstam vektorjev komarjev, vključno s tistimi, ki prenašajo tradicionalne bolezni, kot je malarija, nove nalezljive bolezni, kot sta denga in virus Zika, ter nove virusne grožnje, kot sta virus oropuche in virus ursutu.Te vrste so vključevale tako komarje, občutljive na piretroide, kot komarje, odporne na piretroide.
Samo nitisidon (ne mezotrion, sulfadiazin ali tiametoksam) je pokazal pomembno aktivnost pri zatiranju komarjev, ko so krvosesni komarji prišli v stik z obdelanimi površinami. Med komarji vrste Anopheles gambiae, občutljivimi na insekticide, in sevi komarjev z več mehanizmi odpornosti ni bilo ugotovljene pomembne razlike v občutljivosti na nitisidon. Spojina je pokazala dosledno učinkovitost proti vsem trem testiranim vrstam komarjev, kar kaže na širokospektralno delovanje proti glavnim prenašalcem bolezni.
Ta študija dokazuje, da ima nitisidon nov mehanizem delovanja, ki se razlikuje od obstoječih klasifikacij Odbora za ukrepanje proti odpornosti na insekticide (IRAC), in je usmerjen v proces prebave krvi. Učinkovitost nitisidona proti odpornim sevom in njegov potencial za integracijo z obstoječimi ukrepi za zatiranje vektorjev, kot so tretirane mreže proti komarjem in škropljenje z insekticidi v zaprtih prostorih, ga uvrščajo med idealne kandidate za razširitev strategij preprečevanja in zatiranja malarije, denge, bolezni, ki jo povzroča virus Zika, in drugih novih virusnih bolezni.
Zanimivo je, da standardni biološki testi Svetovne zdravstvene organizacije za testiranje diskriminantnih koncentracij insekticidov, ki morda niso smrtonosni za krvosesne komarje, uporabljajo le komarje, ki se hranijo s sladkorjem.[38] To poudarja pomen upoštevanja morebitnih razlik v učinkovitih odmerkih med krvosesesnimi in nekrvosesesnimi komarji, kar lahko vpliva na preostalo učinkovitost in razvoj odpornosti. Čeprav se diskriminantni odmerki (DD) običajno določajo na podlagi vrednosti LD99 za krvosesesne komarje, lahko razlike v fiziologiji žuželk vplivajo na njihovo dovzetnost, zato testiranje samo krvosesesnih komarjev morda ne odraža v celoti razpona ravni odpornosti.
Ta študija se je osredotočila na učinkovitost treh vrst komarjev – Anopheles gambiae, Aedes aegypti in Culex quinquefasciatus – v testu sesanja krvi, ki simulira pristanek komarja na steni in služi kot tarča za tretiranje notranjih prostorov z dolgodelujočimi insekticidi (IRS). Vse samice komarjev so bile ubite ob stiku s površinami, prevlečenimi z nitisidonom, ne pa tudi z drugimi zaviralci β-triketona HPPD. Izkoriščanje absorpcije zaviralcev HPPD s strani komarjevih nog predstavlja obetavno strategijo za premagovanje odpornosti na insekticide in izboljšanje zatiranja vektorjev. Ta študija podpira potrebo po nadaljnjih raziskavah in razvoju nitisidona za tretiranje notranjih prostorov z dolgodelujočimi insekticidi kot alternativo obstoječim insekticidnim razpršilom.
Primerjali so tri metode za ocenjevanje učinkovitosti nitisidona kot zunanjega insekticida. Analizirali so razlike med testi z lokalno uporabo, uporabo na nogah žuželk in uporabo v stekleničkah, pa tudi način uporabe, način dostave insekticida in čas izpostavljenosti.
Vendar pa so bile kljub razliki v stopnjah umrljivosti med New Orleansom in Mukhzo pri najvišjem odmerku vse druge koncentracije po 24 urah učinkovitejše v New Orleansu (občutljivi) kot v Mukhzi (odporni).
Za raziskovanje inovativnih strategij zatiranja vektorjev je obetaven pristop k odkrivanju novih insekticidnih spojin razširitev raziskav onkraj tradicionalnih tarč živčnega sistema in genov za razstrupljanje, da bi vključili mehanizme sesanja krvi pri žuželkah. Prejšnje študije so pokazale, da je nitisidon strupen po zaužitju s strani krvosesnih žuželk ali po epidermalni absorpciji po lokalni uporabi (z uporabo topila).
Integracija podatkov iz več metod odkrivanja lahko izboljša zanesljivost ocen učinkovitosti insekticidov. Vendar je treba opozoriti, da je od treh obravnavanih metod metoda lokalne uporabe najmanj reprezentativna za dejanske terenske razmere. Neposredna uporaba insekticidov na prsni koš komarjev z uporabo vodne raztopine ne posnema tipične izpostavljenosti Anopheles gambiae sl. [47], čeprav lahko zagotovi približen pokazatelj občutljivosti Anophelesa na določeno spojino. Čeprav tako metoda s stekleno ploščo kot metoda s steklenico meri bioaktivnost s stikom z nogami, njuni rezultati niso neposredno primerljivi. Razlike v času izpostavljenosti in pokritosti površine lahko pomembno vplivajo na umrljivost, opaženo pri vsaki metodi odkrivanja; zato je izbira ustrezne metode odkrivanja ključnega pomena za natančno oceno učinkovitosti insekticida.
Škropljenje z insekticidi z rezidualnim učinkom (RIA) izkorišča mirovanje komarjev po hranjenju, zaradi česar zaužijejo insekticide ob stiku z obdelanimi površinami. Razgradnja insekticida, nezadostna pokritost s škropljenjem in ravnanje z obdelanimi površinami (npr. pranje sten po obdelavi) lahko znatno zmanjšajo učinkovitost RIA. Te težave vodijo do dveh težav: (1) komarji lahko preživijo izpostavljenost nesmrtonosnim odmerkom; in (2) čeprav odpornost v prvi vrsti spodbuja smrtonosna selekcija, lahko ponavljajoča se izpostavljenost subletalnim odmerkom spodbudi razvoj odpornosti, saj omogoči preživetje nekaterim odpornim posameznikom in ohrani alele, povezane z zmanjšano občutljivostjo [54]. Ker smo namesto standardnih komarjev, ki se hranijo s sladkorjem, uporabili komarje, ki se hranijo s krvjo, neposredna primerjava s prej objavljenimi podatki ni bila mogoča. Vendar pa je primerjava diskriminantnega odmerka (DD) in oblike krivulje odziva na odmerek nitisidona s podatki za druge spojine [47] spodbudna. Diskriminantni odmerek združuje fiksni čas izpostavljenosti in količino insekticida, nanesenega na vialo, pri čemer je količina adsorbirane spojine odvisna od dejanskega časa stika na tački. Na podlagi teh rezultatov je nitisidon močnejši od tiametoksama, spinosada, mefenoksama in dinotefurana [47], zaradi česar je idealen kandidat za nove formulacije insekticidov za notranjo uporabo, ki zahtevajo nadaljnjo optimizacijo. Glede na naklon krivulje odmerka in odziva (ki je bil aproksimiran z izračunom naklonov LC95 in LC50 na sliki 3) je imel nitisidon najstrmejšo krivuljo, kar kaže na njegovo visoko učinkovitost. To je skladno s prejšnjimi študijami nitisidona pri hranjenju s krvjo in lokalnimi testi na drugem dvokrilnem vektorju, muhi cece (Glossina morsitans morsitans) [26]. Na kratko smo preizkusili učinkovitost nitisidona (z uporabo testa s stekleno ploščo) tako, da smo komarje Kissou (slika S1A) ali komarje New Orleans (slika S1B) izpostavili nitisidonu pred hranjenjem. Nitisidon je ostal učinkovit na nogah, kar je simuliralo scenarij, ko komarji pristanejo na steni, obdelani z nitisidonom pred hranjenjem, kar zahteva nadaljnje raziskave. Učinkovitost nitisidona (in drugih zaviralcev HPPD) na nogah se lahko poveča s kombinacijo z adjuvansi, kot je metil ester oljne repice (RME), kot je opisano za druge insekticide [44, 55]. S testiranjem učinkov RME na *Gnaphalium affine* pred hranjenjem (slika S2) smo ugotovili, da je pri koncentraciji 5 mg/m² kombinacija z adjuvansi, kot je RME, znatno povečala smrtnost komarjev.
Zanimiva je kinetika uničevanja komarjev z neformuliranim nitisidonom pri različnih odpornih sevih. Počasnejša umrljivost seva VK7 2014 je lahko posledica odebeljene povrhnjice, zmanjšane porabe krvi ali pospešene prebave krvi – dejavnikov, ki jih nismo raziskali. Nitisidon je pokazal nizko toksičnost za odporni sev komarjev Culex muheza, kar kaže na potrebo po nadaljnjih študijah pri višjih koncentracijah (25 do 125 mg/m²). Poleg tega so komarji Aedes, podobno kot Culex, manj občutljivi na nitisidon kot Anopheles, kar lahko kaže na fiziološke razlike med obema vrstama glede porabe krvi in hitrosti prebave [27]. Te razlike poudarjajo pomen razumevanja vrstno specifičnih značilnosti pri ocenjevanju insekticidov, ki se aktivirajo s krvjo. Kljub delovanju, ki je odvisno od krvi in ima lahko zapoznelo delovanje, ima nitisidon lahko praktično vrednost, saj lahko deluje, preden komarji odložijo jajčeca, ali zmanjša njihovo splošno plodnost. Zaradi svojega edinstvenega mehanizma delovanja, ki cilja na pot razgradnje tirozina z zaviranjem 4-hidroksifenilpiruvat dioksigenaze (HPPD), je nitisidon obetaven kot del celovite strategije zatiranja vektorjev. Vendar je treba upoštevati možnost razvoja odpornosti na zdravila zaradi mutacij na ciljnem mestu ali presnovnih prilagoditev, zato trenutno potekajo nadaljnje raziskave za raziskovanje teh mehanizmov.
Naši rezultati kažejo, da nitisidon ubija komarje, ki sesajo kri, s stikom z nogami, mehanizma, ki ga nismo opazili pri mezotrionu, sulfadiazinu in tiametoksamu. Ta učinek ubijanja ne razlikuje med sevi komarjev, ki so občutljivi ali zelo odporni na druge razrede insekticidov, vključno s piretroidi, organokloridi in potencialnimi karbamati. Poleg tega učinkovitost epidermalne absorpcije nitisidona ni omejena na vrste Anopheles; to potrjuje njegova učinkovitost proti vrstam Culex pipiens pallens in Aedes aegypti. Naši podatki podpirajo potrebo po nadaljnjih raziskavah za optimizacijo absorpcije nitisidona, na primer s kemičnim izboljšanjem epidermalne absorpcije ali uporabo adjuvansov. Zaradi svojega edinstvenega mehanizma delovanja nitisidon učinkovito izkorišča krvosesno vedenje samic komarjev. Zaradi tega je idealen kandidat za inovativne insekticidne spreje za notranjo uporabo in mreže proti komarjem z dolgotrajnim insekticidnim delovanjem, zlasti na območjih, kjer tradicionalne metode zatiranja komarjev oslabi hitro širjenje odpornosti na piretroide.
Čas objave: 23. dec. 2025