PesticidOtpornost člankonožaca koji prenose bolesti, važna za poljoprivredu, veterinarsku znanost i javno zdravstvo, predstavlja ozbiljnu prijetnju globalnim programima suzbijanja vektora. Prethodne studije pokazale su da vektori člankonožaca 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 ispitala je učinkovitost inhibitora HPPD-a 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 uključivale su komarce i osjetljive na piretroid i 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 dosljednu učinkovitost protiv sve tri testirane vrste komaraca, što ukazuje na široki spektar djelovanja protiv glavnih vektora bolesti.
Ova studija pokazuje da nitisidon ima novi mehanizam djelovanja, različit od postojećih klasifikacija Odbora za djelovanje protiv otpornosti na insekticide (IRAC), a usmjeren je na proces probave krvi. Učinkovitost nitisidona protiv rezistentnih sojeva i njegov potencijal za integraciju s postojećim mjerama suzbijanja vektora, poput tretiranih mreža protiv komaraca i prskanja insekticidima u zatvorenom prostoru, čine ga idealnim kandidatom za proširenje strategija prevencije i suzbijanja 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] To naglašava važnost razmatranja potencijalnih razlika u učinkovitim dozama između komaraca koji sišu krv i komaraca koji ne sišu krv, što može utjecati na rezidualnu učinkovitost i razvoj otpornosti. Iako se diskriminativne doze (DD) obično određuju na temelju vrijednosti LD99 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 razina otpornosti.
Ova studija usredotočila se na učinkovitost triju vrsta 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 ubijene su pri kontaktu s površinama premazanim nitisidonom, ali ne i s drugim HPPD β-triketonskim inhibitorima. Iskorištavanje unosa HPPD inhibitora nogama komaraca predstavlja obećavajuću strategiju za prevladavanje otpornosti na insekticide i poboljšanje suzbijanja vektora. Ova studija podržava potrebu za daljnjim istraživanjem i razvojem nitisidona za tretman u zatvorenom prostoru dugotrajnim insekticidima kao alternative postojećim insekticidnim sprejevima.
Usporedene su tri metode za procjenu učinkovitosti nitisidona kao vanjskog insekticida. Analizirane su razlike između testova s lokalnom primjenom, primjenom na nogama insekata i primjenom u bočici, kao i način primjene, način isporuke insekticida i vrijeme izlaganja.
Međutim, unatoč razlici u stopama smrtnosti između New Orleansa i Mukhze pri najvišoj dozi, sve ostale koncentracije bile su učinkovitije 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 jest proširenje istraživanja izvan tradicionalnih ciljeva živčanog sustava i gena za detoksikaciju kako bi se uključili mehanizmi sisanja krvi kod insekata. Prethodne studije pokazale su da je nitisidon toksičan nakon gutanja od strane insekata koji sišu krv ili nakon epidermalne apsorpcije nakon lokalne primjene (korištenjem otapala).
Integriranje podataka iz više metoda detekcije može poboljšati pouzdanost procjena učinkovitosti insekticida. Međutim, treba napomenuti da je od tri razmatrane metode, metoda lokalne primjene najmanje reprezentativna za stvarne uvjete na terenu. Izravna primjena insekticida na toraks komaraca pomoću vodene otopine 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 kontaktom nogu, njihovi rezultati nisu izravno usporedivi. Razlike u vremenu izloženosti i pokrivenosti površine mogu značajno utjecati na smrtnost uočenu svakom metodom detekcije; stoga je odabir odgovarajuće metode detekcije ključan za točnu procjenu učinkovitosti insekticida.
Raspršivanje insekticidima s rezidualnim učinkom (RIA) iskorištava ponašanje mirovanja komaraca nakon hranjenja, uzrokujući da unesu insekticide pri kontaktu s tretiranim površinama. Razgradnja insekticida, nedovoljna pokrivenost prskanjem i rukovanje tretiranim površinama (npr. pranje zidova nakon tretmana) mogu značajno smanjiti učinkovitost RIA-e. Ovi problemi dovode do dvije poteškoće: (1) komarci mogu preživjeti izloženost neletalnim dozama; i (2) iako je otpornost prvenstveno potaknuta letalnom selekcijom, ponovljena izloženost subletalnim dozama može potaknuti evoluciju otpornosti omogućujući nekim rezistentnim jedinkama da prežive i održavajući alele povezane sa smanjenom osjetljivošću [54]. Budući da smo koristili komarce koji se hrane krvlju umjesto komaraca koji se hrane šećerom, izravna 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 izloženosti i količinu insekticida nanesenu na bočicu, pri čemu količina adsorbiranog spoja ovisi o stvarnom vremenu kontakta na šapi. Na temelju ovih rezultata, nitisidon je potentniji od tiametoksama, spinosada, mefenoksama i dinotefurana [47], što ga čini idealnim kandidatom za nove formulacije insekticida za unutarnju upotrebu koje zahtijevaju daljnju optimizaciju. S obzirom na nagib krivulje doza-odgovor (koji je aproksimiran izračunom nagiba LC95 i LC50 na slici 3), nitisidon je imao najstrmiju krivulju, što ukazuje na njegovu visoku učinkovitost. To 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 učinkovitost nitisidona (koristeći test sa staklenom pločom) izlaganjem komaraca Kissou (slika S1A) ili komaraca New Orleansa (slika S1B) nitisidonu prije hranjenja. Nitisidon je ostao učinkovit na nogama, simulirajući scenarij slijetanja komaraca na zid tretiran nitisidonom prije hranjenja, što zahtijeva daljnja istraživanja. Učinkovitost nitisidona (i drugih HPPD inhibitora) na nogama može se pojačati 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 sugerira 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 pri procjeni insekticida koji se aktiviraju krvlju. Unatoč djelovanju ovisnom o 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, ciljajući put razgradnje tirozina inhibiranjem 4-hidroksifenilpiruvat dioksigenaze (HPPD), nitisidon je obećavajući kao dio sveobuhvatne strategije suzbijanja vektora. Međutim, mora se uzeti u obzir mogućnost razvoja rezistencije na lijekove zbog mutacija na ciljnom mjestu ili metaboličkih prilagodbi, a trenutno su u tijeku daljnja istraživanja kako bi se istražili ti mehanizmi.
Naši rezultati pokazuju da nitisidon ubija komarce koji sišu krv kontaktom nogu, mehanizam koji nije uočen kod mezotriona, sulfadiazina i tiametoksama. Ovaj učinak ubijanja ne razlikuje sojeve komaraca osjetljive ili visoko otporne na druge klase insekticida, uključujući piretroide, organokloride i potencijalne karbamate. Nadalje, učinkovitost epidermalne apsorpcije nitisidona nije ograničena na vrste Anopheles; to potvrđuje njegova učinkovitost protiv Culex pipiens pallens i Aedes aegypti. Naši podaci podupiru potrebu za daljnjim istraživanjima kako bi se optimizirala apsorpcija nitisidona, na primjer, kemijskim poboljšanjem epidermalne apsorpcije ili korištenjem adjuvanata. Svojim jedinstvenim mehanizmom djelovanja, nitisidon učinkovito iskorištava ponašanje sisanja krvi kod ženki komaraca. To ga čini idealnim kandidatom za inovativne insekticidne sprejeve za unutarnju upotrebu 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. prosinca 2025.