Ang malaria nagpabilin nga usa ka dakong hinungdan sa kamatayon ug sakit sa Africa, nga adunay pinakadakong palas-anon sa mga bata nga ubos sa 5 anyos. Ang labing epektibo nga paagi sa pagpugong sa sakit mao ang mga insecticidal vector control agents nga nagtumong sa mga hamtong nga lamok nga Anopheles. Tungod sa kaylap nga paggamit niini nga mga interbensyon, ang resistensya sa labing kasagarang gigamit nga mga klase sa insecticide kaylap na karon sa tibuok Africa. Ang pagsabot sa nagpahiping mga mekanismo nga mosangpot niini nga phenotype hinungdanon aron masubay ang pagkaylap sa resistensya ug aron makahimo og bag-ong mga himan aron mabuntog kini.
Niini nga pagtuon, among gitandi ang komposisyon sa microbiome sa mga populasyon sa Anopheles gambiae, Anopheles cruzi, ug Anopheles arabiensis nga resistensyado sa insecticide gikan sa Burkina Faso ngadto sa mga populasyon nga sensitibo sa insecticide, nga gikan usab sa Ethiopia.
Wala kami nakakita og kalainan sa komposisyon sa microbiota tali sa insecticide-resistant ugpamatay-insekto-mga populasyon nga daling mataptan sa insekto sa Burkina Faso. Kini nga resulta gikumpirma sa mga pagtuon sa laboratoryo sa mga kolonya gikan sa duha ka mga nasud sa Burkina Faso. Sa kasukwahi, sa mga lamok nga Anopheles arabiensis gikan sa Ethiopia, klaro nga mga kalainan sa komposisyon sa microbiota ang naobserbahan tali sa mga namatay ug sa mga nakalahutay sa pagkaladlad sa insecticide. Aron dugang nga imbestigahan ang resistensya niining populasyon sa Anopheles arabiensis, naghimo kami og RNA sequencing ug nakit-an ang lainlaing ekspresyon sa mga gene sa detoxification nga nalangkit sa resistensya sa insecticide, ingon man mga pagbag-o sa respiratory, metabolic, ug synaptic ion channels.
Ang among mga resulta nagsugyot nga sa pipila ka mga kaso ang microbiota mahimong makatampo sa pag-uswag sa resistensya sa insecticide, dugang pa sa mga pagbag-o sa transcriptome.
Bisan tuod ang resistensya kanunay gihulagway nga usa ka genetic component sa Anopheles vector, ang bag-ong mga pagtuon nagpakita nga ang microbiome mausab agig tubag sa pagkaladlad sa insecticide, nga nagsugyot sa usa ka papel alang niini nga mga organismo sa resistensya. Sa tinuud, ang mga pagtuon sa mga vector sa lamok nga Anopheles gambiae sa South ug Central America nagpakita sa hinungdanon nga mga pagbag-o sa epidermal microbiome pagkahuman sa pagkaladlad sa mga pyrethroid, ingon man mga pagbag-o sa kinatibuk-ang microbiome pagkahuman sa pagkaladlad sa mga organophosphate. Sa Africa, ang resistensya sa pyrethroid nalangkit sa mga pagbag-o sa komposisyon sa microbiota sa Cameroon, Kenya, ug Côte d'Ivoire, samtang ang laboratory-adapted Anopheles gambiae nagpakita sa mga pagbag-o sa ilang microbiota pagkahuman sa pagpili alang sa resistensya sa pyrethroid. Dugang pa, ang eksperimental nga pagtambal gamit ang mga antibiotic ug ang pagdugang sa nahibal-an nga bakterya sa mga lamok nga Anopheles arabiensis nga gikoloniya sa laboratoryo nagpakita sa dugang nga tolerance sa mga pyrethroid. Sa kinatibuk-an, kini nga datos nagsugyot nga ang resistensya sa insecticide mahimong nalambigit sa microbiome sa lamok ug nga kini nga aspeto sa resistensya sa insecticide mahimong magamit alang sa pagkontrol sa vector sa sakit.
Niini nga pagtuon, migamit kami og 16S sequencing aron mahibal-an kung ang microbiota sa mga lamok nga gikoloniya sa laboratoryo ug gikolekta sa uma sa Kasadpan ug Sidlakang Aprika lahi ba tali sa mga nabuhi ug sa mga namatay human maladlad sa pyrethroid deltamethrin. Sa konteksto sa resistensya sa insecticide, ang pagtandi sa microbiota gikan sa lainlaing mga rehiyon sa Africa nga adunay lainlaing mga espisye ug lebel sa resistensya makatabang sa pagsabot sa mga impluwensya sa rehiyon sa mga komunidad sa mikrobyo. Ang mga kolonya sa laboratoryo gikan sa Burkina Faso ug gipadako sa duha ka lainlaing mga laboratoryo sa Europa (An. coluzzii sa Germany ug An. arabiensis sa United Kingdom), ang mga lamok gikan sa Burkina Faso nagrepresentar sa tanan nga tulo ka mga espisye sa An. gambiae species complex, ug ang mga lamok gikan sa Ethiopia nagrepresentar sa An. arabiensis. Dinhi, among gipakita nga ang Anopheles arabiensis gikan sa Ethiopia adunay lahi nga mga pirma sa microbiota sa buhi ug patay nga mga lamok, samtang ang Anopheles arabiensis gikan sa Burkina Faso ug duha ka laboratoryo wala. Ang tumong niini nga pagtuon mao ang dugang nga pag-imbestiga sa resistensya sa insecticide. Naghimo kami og RNA sequencing sa mga populasyon sa Anopheles arabiensis ug nakit-an nga ang mga gene nga nalangkit sa resistensya sa insecticide gipataas, samtang ang mga gene nga may kalabotan sa respirasyon sa kinatibuk-an giusab. Ang paghiusa niining datos uban sa ikaduhang populasyon gikan sa Ethiopia nakaila sa mga importanteng detoxification gene sa rehiyon. Ang dugang nga pagtandi sa Anopheles arabiensis gikan sa Burkina Faso nagpakita sa mga dakong kalainan sa mga transcriptome profile, apan nakaila gihapon sa upat ka importanteng detoxification gene nga sobra nga na-express sa tibuok Africa.
Ang mga buhi ug patay nga lamok sa matag espisye gikan sa matag rehiyon gi-sequence gamit ang 16S sequencing ug gikalkulo ang relatibong kadaghanon. Walay nakitang kalainan sa alpha diversity, nga nagpakita nga walay kalainan sa operational taxonomic unit (OTU) richness; bisan pa, ang beta diversity managlahi kaayo tali sa mga nasud, ug ang mga termino sa interaksyon alang sa nasud ug live/dead status (PANOVA = 0.001 ug 0.008, matag usa) nagpakita nga adunay diversity tali niining mga hinungdan. Walay nakitang kalainan sa beta variance tali sa mga nasud, nga nagpakita sa parehas nga mga variance tali sa mga grupo. Ang Bray-Curtis multivariate scaling plot (Figure 2A) nagpakita nga ang mga sample kadaghanan gilain pinaagi sa lokasyon, apan adunay pipila ka talagsaong mga eksepsiyon. Daghang mga sample gikan sa komunidad sa An. arabiensis ug usa ka sample gikan sa komunidad sa An. coluzzii ang nagsapaw sa usa ka sample gikan sa Burkina Faso, samtang ang usa ka sample gikan sa mga sample sa An. arabiensis gikan sa Burkina Faso nagsapaw sa sample sa komunidad sa An. arabiensis, nga mahimong magpakita nga ang orihinal nga microbiota random nga gimentinar sa daghang mga henerasyon ug sa daghang mga rehiyon. Ang mga sample sa Burkina Faso wala klaro nga gilain pinaagi sa mga espisye; Kini nga kakulang sa paglainlain gilauman tungod kay ang mga indibidwal gipundok bisan pa man nga gikan sa lainlaing mga palibot sa larva. Sa tinuud, ang mga pagtuon nagpakita nga ang pagpaambit sa usa ka ecological niche sa panahon sa yugto sa tubig mahimong makaimpluwensya pag-ayo sa komposisyon sa microbiota [50]. Makapainteres, samtang ang mga sample ug komunidad sa lamok sa Burkina Faso wala magpakita og mga kalainan sa survival o mortality sa lamok pagkahuman sa pagkaladlad sa insecticide, ang mga sample sa Etiopia klaro nga gilain, nga nagsugyot nga ang komposisyon sa microbiota niining mga sample sa Anopheles nalangkit sa resistensya sa insecticide. Ang mga sample gikolekta gikan sa parehas nga lokasyon, nga mahimong magpatin-aw sa mas lig-on nga asosasyon.
Ang resistensya sa mga pyrethroid insecticide usa ka komplikado nga phenotype, ug samtang ang mga pagbag-o sa metabolismo ug mga target medyo gitun-an pag-ayo, ang mga pagbag-o sa microbiota nagsugod pa lang sa pagsuhid. Niini nga pagtuon, among gipakita nga ang mga pagbag-o sa microbiota mahimong mas importante sa pipila ka mga populasyon; among gihulagway ang resistensya sa insecticide sa Anopheles arabiensis gikan sa Bahir Dar ug gipakita ang mga pagbag-o sa nahibal-an nga mga transcript nga may kalabutan sa resistensya, ingon man ang mga hinungdanon nga pagbag-o sa mga gene nga may kalabutan sa respirasyon nga makita usab sa usa ka miaging pagtuon sa RNA-seq sa mga populasyon sa Anopheles arabiensis gikan sa Ethiopia. Sa kinatibuk-an, kini nga mga resulta nagsugyot nga ang resistensya sa insecticide niining mga lamok mahimong magdepende sa kombinasyon sa genetic ug non-genetic nga mga hinungdan, lagmit tungod kay ang symbiotic nga relasyon sa lumad nga bakterya mahimong mokomplemento sa pagkadaot sa insecticide sa mga populasyon nga adunay mas ubos nga lebel sa resistensya.
Ang bag-ong mga pagtuon naglambigit sa dugang nga respirasyon sa resistensya sa insecticide, nahiuyon sa gipauswag nga mga termino sa ontology sa Bahir Dar RNAseq ug sa integrated Ethiopian data nga nakuha dinhi; nagsugyot pag-usab nga ang resistensya moresulta sa dugang nga respirasyon, isip hinungdan o sangputanan niini nga phenotype. Kung kini nga mga pagbag-o mosangpot sa mga kalainan sa reactive oxygen ug nitrogen species potential, sama sa gisugyot kaniadto, kini mahimong makaapekto sa vector competence ug microbial colonization pinaagi sa differential bacterial resistance sa ROS scavenging sa long-term commensal bacteria.
Ang datos nga gipresentar dinhi naghatag og ebidensya nga ang microbiota makaimpluwensya sa resistensya sa insecticide sa pipila ka mga palibot. Gipakita usab namo nga ang mga lamok nga An. arabiensis sa Ethiopia nagpakita og parehas nga mga pagbag-o sa transcriptome nga naghatag og resistensya sa insecticide; bisan pa, gamay ra ang gidaghanon sa mga gene nga katumbas sa naa sa Burkina Faso. Adunay pipila ka mga pasidaan nga nagpabilin bahin sa mga konklusyon nga nakab-ot dinhi ug sa ubang mga pagtuon. Una, ang usa ka hinungdan nga relasyon tali sa pyrethroid survival ug sa microbiota kinahanglan nga ipakita gamit ang metabolomic studies o microbiota transplantation. Dugang pa, ang pag-validate sa mga importanteng kandidato sa daghang populasyon gikan sa lainlaing mga rehiyon kinahanglan nga ipakita. Sa katapusan, ang paghiusa sa transcriptome data sa microbiota data pinaagi sa targeted post-transplantation studies maghatag og mas detalyado nga impormasyon kung ang microbiota direktang nakaimpluwensya sa transcriptome sa lamok kalabot sa resistensya sa pyrethroid. Bisan pa, kung tan-awon sa kinatibuk-an, ang among datos nagsugyot nga ang resistensya parehong lokal ug transnasyonal, nga nagpasiugda sa panginahanglan sa pagsulay sa bag-ong mga produkto sa insecticide sa daghang mga rehiyon.
Oras sa pag-post: Mar-24-2025