PesticidOtpornost kod zglavkara koji prenose bolesti, važna za poljoprivredu, veterinarsku nauku i javno zdravlje, predstavlja ozbiljnu prijetnju globalnim programima kontrole vektora. Prethodne studije su pokazale da vektori zglavkara koji sišu krv pate od visoke smrtnosti prilikom unosa krvi koja sadrži inhibitore 4-hidroksifenilpiruvat dioksigenaze (HPPD, drugi enzim u metaboličkom putu tirozina). Ova studija je ispitala efikasnost inhibitora HPPD u β-triketonskim herbicidima protiv tri glavne vrste vektora komaraca, uključujući one koji prenose tradicionalne bolesti poput malarije, nove zarazne bolesti poput denge groznice i virusa Zika, te nove virusne prijetnje poput virusa oropuche i virusa ursutu.Ove vrste su uključivale i komarce osjetljive na piretroid i komarce otporne na piretroid.
Samo je nitisidon (ne mezotrion, sulfadiazin ili tiametoksam) pokazao značajnu aktivnost u suzbijanju komaraca kada su komarci koji sišu krv došli u kontakt s tretiranim površinama. Nije pronađena značajna razlika u osjetljivosti na nitisidon između komaraca Anopheles gambiae osjetljivih na insekticid i sojeva komaraca s višestrukim mehanizmima otpornosti. Spoj je pokazao konzistentnu efikasnost protiv sve tri testirane vrste komaraca, što ukazuje na širok spektar djelovanja protiv glavnih vektora bolesti.
Ova studija pokazuje da nitisidon ima novi mehanizam djelovanja, različit od postojećih klasifikacija Komiteta za djelovanje protiv otpornosti na insekticide (IRAC), a koji cilja na proces probave krvi. Učinkovitost nitisidona protiv rezistentnih sojeva i njegov potencijal za integraciju s postojećim mjerama kontrole vektora, kao što su tretirane mreže protiv komaraca i prskanje insekticidima u zatvorenom prostoru, čine ga idealnim kandidatom za proširenje strategija prevencije i kontrole malarije, denge groznice, bolesti uzrokovane virusom Zika i drugih novih virusnih bolesti.
Zanimljivo je da standardni biološki testovi Svjetske zdravstvene organizacije koriste samo komarce hranjene šećerom za testiranje diskriminativnih koncentracija insekticida koji mogu biti nesmrtonosni za komarce koji sišu krv.[38] Ovo naglašava važnost razmatranja potencijalnih razlika u efektivnim dozama između komaraca koji sišu krv i komaraca koji ne sišu krv, što može utjecati na rezidualnu efikasnost i razvoj otpornosti. Iako se diskriminativne doze (DD) obično određuju na osnovu LD99 vrijednosti za komarce koji sišu krv, razlike u fiziologiji insekata mogu utjecati na njihovu osjetljivost, te stoga testiranje samo komaraca koji sišu krv možda ne odražava u potpunosti raspon nivoa otpornosti.
Ova studija se fokusirala na efikasnost tri vrste komaraca - Anopheles gambiae, Aedes aegypti i Culex quinquefasciatus - u testu sisanja krvi, koji simulira slijetanje komaraca na zid i služi kao meta za tretman u zatvorenom prostoru dugotrajnim insekticidima (IRS). Sve ženke komaraca su ubijene nakon kontakta s površinama premazanim nitisidonom, ali ne i s drugim HPPD β-triketonskim inhibitorima. Iskorištavanje unosa HPPD inhibitora nogama komaraca predstavlja obećavajuću strategiju za prevazilaženje otpornosti na insekticide i poboljšanje kontrole vektora. Ova studija podržava potrebu za daljnjim istraživanjem i razvojem nitisidona za tretman u zatvorenom prostoru dugotrajnim insekticidima kao alternative postojećim insekticidnim sprejevima.
Upoređene su tri metode za procjenu efikasnosti nitisidona kao vanjskog insekticida. Analizirane su razlike između testova koji koriste lokalnu primjenu, primjenu na nogama insekata i primjenu u bočici, kao i način primjene, način isporuke insekticida i vrijeme izlaganja.
Međutim, uprkos razlici u stopama smrtnosti između New Orleansa i Mukhze pri najvišoj dozi, sve ostale koncentracije bile su efikasnije u New Orleansu (osjetljivi) nego u Mukhzi (rezistentni) nakon 24 sata.
Kako bi se istražile inovativne strategije suzbijanja vektora, obećavajući pristup otkrivanju novih insekticidnih spojeva je proširenje istraživanja izvan tradicionalnih ciljeva nervnog sistema i gena za detoksikaciju, kako bi se uključili mehanizmi sisanja krvi kod insekata. Prethodne studije su pokazale da je nitisidon toksičan nakon gutanja od strane insekata koji sišu krv ili nakon epidermalne apsorpcije nakon lokalne primjene (korištenjem rastvarača).
Integriranje podataka iz više metoda detekcije može poboljšati pouzdanost procjena efikasnosti insekticida. Međutim, treba napomenuti da je od tri razmatrane metode, metoda lokalne primjene najmanje reprezentativna za stvarne uslove na terenu. Direktna primjena insekticida na grudni koš komaraca korištenjem vodenog rastvora ne oponaša tipičnu izloženost Anopheles gambiae sl. [47], iako može pružiti približnu indikaciju osjetljivosti Anophelesa na određeni spoj. Iako i metoda staklene ploče i metoda boce mjere bioaktivnost putem kontakta nogu, njihovi rezultati nisu direktno uporedivi. Razlike u vremenu izloženosti i pokrivenosti površine mogu značajno utjecati na smrtnost uočenu kod svake metode detekcije; stoga je odabir odgovarajuće metode detekcije ključan za tačnu procjenu efikasnosti insekticida.
Prskanje insekticidom rezidualnog efekta (RIA) iskorištava ponašanje mirovanja komaraca nakon hranjenja, uzrokujući da unesu insekticide pri kontaktu s tretiranim površinama. Degradacija insekticida, nedovoljna pokrivenost prskanjem i rukovanje tretiranim površinama (npr. pranje zidova nakon tretmana) mogu značajno smanjiti efikasnost RIA-e. Ovi problemi dovode do dvije poteškoće: (1) komarci mogu preživjeti izloženost neletalnim dozama; i (2) iako je otpornost prvenstveno vođena letalnom selekcijom, ponovljeno izlaganje subletalnim dozama može potaknuti evoluciju otpornosti omogućavajući nekim rezistentnim jedinkama da prežive i održavajući alele povezane sa smanjenom osjetljivošću [54]. Budući da smo koristili komarce koji se hrane krvlju umjesto standardnih komaraca koji se hrane šećerom, direktna usporedba s prethodno objavljenim podacima nije bila moguća. Međutim, usporedba diskriminantne doze (DD) i oblika krivulje doza-odgovor nitisidona s podacima za druge spojeve [47] je ohrabrujuća. Diskriminantna doza kombinira fiksno vrijeme izlaganja i količinu insekticida nanesenu na bočicu, pri čemu količina adsorbiranog spoja ovisi o stvarnom vremenu kontakta na šapi. Na osnovu ovih rezultata, nitisidon je potentniji od tiametoksama, spinosada, mefenoksama i dinotefurana [47], što ga čini idealnim kandidatom za nove formulacije insekticida za unutrašnju upotrebu koje zahtijevaju daljnju optimizaciju. Uzimajući u obzir nagib krivulje doza-odgovor (koji je aproksimiran izračunavanjem nagiba LC95 i LC50 nagiba na Slici 3), nitisidon je imao najstrmiju krivulju, što ukazuje na njegovu visoku efikasnost. Ovo je u skladu s prethodnim studijama nitisidona u testovima hranjenja krvlju i lokalnim testovima na drugom dipteranskom vektoru, ce-ce muhi (Glossina morsitans morsitans) [26]. Ukratko smo testirali efikasnost nitisidona (koristeći test sa staklenom pločom) izlaganjem komaraca Kissou (Slika S1A) ili komaraca New Orleansa (Slika S1B) nitisidonu prije hranjenja. Nitisidon je ostao efikasan na nogama, simulirajući scenario slijetanja komaraca na zid tretiran nitisidonom prije hranjenja, što zahtijeva daljnja istraživanja. Učinkovitost nitisidona (i drugih HPPD inhibitora) na nogama može se poboljšati kombinacijom s adjuvansima poput metil estera uljane repice (RME), kao što je opisano za druge insekticide [44, 55]. Testiranjem učinaka RME na *Gnaphalium affine* prije hranjenja (Slika S2), otkrili smo da pri koncentraciji od 5 mg/m², kombinacija s adjuvansima poput RME značajno povećava smrtnost komaraca.
Kinetika ubijanja komaraca neformuliranim nitisidonom u različitim rezistentnim sojevima je zanimljiva. Sporiji mortalitet soja VK7 2014 može biti posljedica zadebljane epiderme, smanjene konzumacije krvi ili ubrzane probave krvi - faktora koje nismo istraživali. Nitisidon je pokazao nisku toksičnost za rezistentni soj komaraca Culex muheza, što ukazuje na potrebu za daljnjim istraživanjima pri višim koncentracijama (25 do 125 mg/m²). Nadalje, slično Culexu, komarci Aedes su manje osjetljivi na nitisidon od Anophelesa, što može ukazivati na fiziološke razlike između dvije vrste u smislu konzumacije krvi i brzine probave [27]. Ove razlike ističu važnost razumijevanja specifičnih karakteristika vrste prilikom procjene insekticida koji se aktiviraju krvlju. Uprkos svom djelovanju koje zavisi od krvi i odgođenom djelovanju, nitisidon može imati praktičnu vrijednost jer može djelovati prije nego što komarci polože jaja ili smanjiti njihovu ukupnu plodnost. Zbog svog jedinstvenog mehanizma djelovanja, koji cilja put razgradnje tirozina inhibiranjem 4-hidroksifenilpiruvat dioksigenaze (HPPD), nitisidon je obećavajući dio sveobuhvatne strategije suzbijanja vektora. Međutim, mora se uzeti u obzir mogućnost razvoja rezistencije na lijekove zbog mutacija na ciljnom mjestu ili metaboličkih adaptacija, te su trenutno u toku daljnja istraživanja kako bi se istražili ovi mehanizmi.
Naši rezultati pokazuju da nitisidon ubija komarce koji sišu krv kontaktom nogu, mehanizam koji nije uočen kod mezotriona, sulfadiazina i tiametoksama. Ovaj efekat ubijanja ne pravi razliku između sojeva komaraca osjetljivih ili visoko otpornih na druge klase insekticida, uključujući piretroide, organokloride i potencijalne karbamate. Nadalje, efikasnost epidermalne apsorpcije nitisidona nije ograničena na vrste Anopheles; to potvrđuje njegova efikasnost protiv Culex pipiens pallens i Aedes aegypti. Naši podaci podržavaju potrebu za daljnjim istraživanjima kako bi se optimizirala apsorpcija nitisidona, na primjer, hemijskim poboljšanjem epidermalne apsorpcije ili korištenjem adjuvanata. Kroz svoj jedinstveni mehanizam djelovanja, nitisidon efikasno iskorištava ponašanje ženki komaraca da sišu krv. To ga čini idealnim kandidatom za inovativne insekticidne sprejeve u zatvorenom prostoru i mreže protiv komaraca s dugotrajnim insekticidnim djelovanjem, posebno u područjima gdje su tradicionalne metode suzbijanja komaraca oslabljene brzim širenjem otpornosti na piretroide.
Vrijeme objave: 23. decembra 2025.