Od svog otkrića u Džibutiju 2012. godine, azijski komarac Anopheles stephensi proširio se po cijelom Afričkom rogu. Ovaj invazivni vektor nastavlja se širiti kontinentom, predstavljajući ozbiljnu prijetnju programima kontrole malarije. Metode kontrole vektora, uključujući mreže za krevete tretirane insekticidima i prskanje rezidualnim insekticidima u zatvorenom prostoru, značajno su smanjile teret malarije. Međutim, sve veća prevalencija komaraca otpornih na insekticide, uključujući populacije Anopheles stephensi, ometa tekuće napore za eliminaciju malarije. Razumijevanje strukture populacije, protoka gena između populacija i distribucije mutacija otpornosti na insekticide ključno je za vođenje efikasnih strategija kontrole malarije.
Poboljšanje našeg razumijevanja načina na koji se An. stephensi toliko ukorijenio u HOA ključno je za predviđanje njegovog potencijalnog širenja na nova područja. Populacijska genetika se intenzivno koristi za proučavanje vektorskih vrsta kako bi se dobio uvid u strukturu populacije, tekuću selekciju i protok gena18,19. Za An. stephensi, proučavanje strukture populacije i strukture genoma može pomoći u rasvjetljavanju njegovog puta invazije i bilo kakve adaptivne evolucije koja se mogla dogoditi od njegovog pojavljivanja. Pored protoka gena, selekcija je posebno važna jer može identificirati alele povezane s otpornošću na insekticide i rasvijetliti kako se ovi aleli šire kroz populaciju20.
Do danas je testiranje markera otpornosti na insekticide i populacijske genetike kod invazivne vrste Anopheles stephensi ograničeno na nekoliko kandidatskih gena. Pojava vrste u Africi nije u potpunosti shvaćena, ali jedna hipoteza je da su je unijeli ljudi ili stoka. Druge teorije uključuju migraciju na velike udaljenosti vjetrom. Etiopski izolati korišteni u ovoj studiji prikupljeni su u Awash Sebat Kilu, gradu koji se nalazi 200 km istočno od Addis Abebe i na glavnom transportnom koridoru od Addis Abebe do Džibutija. Awash Sebat Kilo je područje s visokom stopom prijenosa malarije i ima veliku populaciju Anophelesa stephensija, za koji se navodi da je otporan na insekticide, što ga čini važnim mjestom za proučavanje populacijske genetike Anophelesa stephensi8.
Mutacija otpornosti na insekticide kdr L1014F otkrivena je u niskoj frekvenciji u etiopskoj populaciji i nije otkrivena u indijskim uzorcima s terena. Ova kdr mutacija daje otpornost na piretroide i DDT, a prethodno je otkrivena u populacijama An. stephensi prikupljenim u Indiji 2016. i Afganistanu 2018. godine.31,32 Uprkos dokazima o široko rasprostranjenoj otpornosti na piretroide u oba grada, mutacija kdr L1014F nije otkrivena u populacijama Mangalore i Bangalore analiziranim ovdje. Nizak udio etiopskih izolata koji nose ovaj SNP, a koji su bili heterozigotni, sugerira da se mutacija nedavno pojavila u ovoj populaciji. Ovo je podržano prethodnom studijom u Awashu koja nije pronašla dokaze o kdr mutaciji u uzorcima prikupljenim u godini prije onih analiziranih ovdje.18 Prethodno smo identificirali ovu kdr L1014F mutaciju s niskom frekvencijom u skupu uzoraka iz iste regije/godine koristeći pristup detekcije amplikona.28 S obzirom na fenotipsku otpornost na mjestima uzorkovanja, niska frekvencija alela ovog markera otpornosti sugerira da su za ovaj uočeni fenotip odgovorni mehanizmi koji nisu modifikacija ciljnog mjesta.
Ograničenje ove studije je nedostatak fenotipskih podataka o odgovoru na insekticid. Potrebna su daljnja istraživanja koja kombiniraju sekvenciranje cijelog genoma (WGS) ili ciljano sekvenciranje amplikona u kombinaciji s biološkim testovima osjetljivosti kako bi se istražio utjecaj ovih mutacija na odgovor na insekticid. Ovi novi missense SNP-ovi koji mogu biti povezani s otpornošću trebali bi biti ciljani za visokopropusne molekularne testove kako bi se podržalo praćenje i olakšao funkcionalni rad na razumijevanju i validaciji potencijalnih mehanizama povezanih s fenotipovima otpornosti.
Ukratko, ova studija pruža dublje razumijevanje genetike populacije komaraca Anopheles na različitim kontinentima. Primjena analize sekvenciranja cijelog genoma (WGS) na veće kohorte uzoraka u različitim geografskim regijama bit će ključna za razumijevanje protoka gena i identifikaciju markera otpornosti na insekticide. Ovo znanje će omogućiti javnozdravstvenim vlastima da donose informirane odluke u nadzoru vektora i upotrebi insekticida.
Koristili smo dva pristupa za detekciju varijacija broja kopija u ovom skupu podataka. Prvo, koristili smo pristup zasnovan na pokrivenosti koji se fokusirao na identifikovane klastere CYP gena u genomu (Dodatna tabela S5). Pokrivenost uzorka je prosječna na lokacijama prikupljanja i podijeljena u četiri grupe: Etiopija, indijska polja, indijske kolonije i pakistanske kolonije. Pokrivenost za svaku grupu je normalizovana korištenjem zaglađivanja jezgra, a zatim prikazana prema srednjoj dubini pokrivenosti genoma za tu grupu.
Vrijeme objave: 23. juni 2025.