Սեբատկիլո, Ավաշ, Եթովպիա նահանգի Անոֆելես մոծակների մոտ գենոմային լայնածավալ պոպուլյացիոն գենետիկա և միջատասպանների նկատմամբ դիմադրության մոլեկուլային մոնիթորինգ։

2012 թվականին Ջիբութիում հայտնաբերումից ի վեր, ասիական Anopheles stephensi մոծակը տարածվել է ամբողջ Աֆրիկայի եղջյուրում: Այս ինվազիվ վեկտորը շարունակում է տարածվել ամբողջ մայրցամաքում՝ լուրջ սպառնալիք ներկայացնելով մալարիայի դեմ պայքարի ծրագրերի համար: Վեկտորների դեմ պայքարի մեթոդները, ներառյալ միջատասպաններով մշակված անկողնային ցանցերը և փակ տարածքներում մնացորդային ցողումը, զգալիորեն նվազեցրել են մալարիայի բեռը: Այնուամենայնիվ, միջատասպաններին դիմացկուն մոծակների, այդ թվում՝ Anopheles stephensi պոպուլյացիաների աճող տարածվածությունը խոչընդոտում է մալարիայի վերացման շարունակական ջանքերին: Պոպուլյացիայի կառուցվածքի, պոպուլյացիաների միջև գեների հոսքի և միջատասպաններին դիմացկուն մուտացիաների բաշխման հասկացողությունը կարևոր է մալարիայի դեմ պայքարի արդյունավետ ռազմավարություններ ուղղորդելու համար:
An. stephensi-ի՝ HOA-ում այդքան հաստատվելու մասին մեր պատկերացումների բարելավումը կարևոր է նոր տարածքներում դրա հնարավոր տարածումը կանխատեսելու համար: Պոպուլյացիոն գենետիկան լայնորեն օգտագործվել է վեկտորային տեսակներն ուսումնասիրելու համար՝ պոպուլյացիայի կառուցվածքի, շարունակական ընտրության և գեների հոսքի վերաբերյալ պատկերացում կազմելու համար18,19: An. stephensi-ի դեպքում պոպուլյացիայի կառուցվածքի և գենոմի կառուցվածքի ուսումնասիրությունը կարող է օգնել պարզաբանել դրա ներխուժման ուղին և ցանկացած հարմարվողական էվոլյուցիա, որը կարող է տեղի ունենալ դրա ի հայտ գալուց ի վեր: Գեների հոսքից բացի, ընտրությունը հատկապես կարևոր է, քանի որ այն կարող է նույնականացնել միջատասպանների նկատմամբ դիմադրության հետ կապված ալելները և լույս սփռել այն բանի վրա, թե ինչպես են այդ ալելները տարածվում պոպուլյացիայի միջով20:
Մինչ օրս, ինվազիվ տեսակի՝ Anopheles stephensi-ի, միջատասպանների նկատմամբ դիմադրության մարկերների և պոպուլյացիայի գենետիկայի փորձարկումները սահմանափակվել են մի քանի թեկնածու գեներով: Տեսակի ի հայտ գալը Աֆրիկայում լիովին հասկանալի չէ, սակայն մեկ վարկածն այն է, որ այն ներմուծվել է մարդկանց կամ անասունների կողմից: Այլ տեսություններից մեկը քամու միջոցով երկար հեռավորությունների միգրացիան է: Այս ուսումնասիրության մեջ օգտագործված եթովպական մեկուսացված նմուշները հավաքվել են Ավաշ Սեբատ Կիլո քաղաքում, որը գտնվում է Ադիս Աբեբայից 200 կմ արևելք և Ադիս Աբեբայից Ջիբութի տանող հիմնական տրանսպորտային միջանցքի վրա: Ավաշ Սեբատ Կիլոն մալարիայի փոխանցման բարձր մակարդակ ունեցող տարածք է և ունի Anopheles stephensi-ի մեծ պոպուլյացիա, որը, ըստ հաղորդումների, դիմացկուն է միջատասպանների նկատմամբ, ինչը այն դարձնում է կարևոր վայր Anopheles stephensi-ի պոպուլյացիայի գենետիկայի ուսումնասիրության համար:
Միջատասպանների նկատմամբ դիմադրության kdr L1014F մուտացիան ցածր հաճախականությամբ հայտնաբերվել է Եթովպիայի բնակչության մոտ և չի հայտնաբերվել Հնդկաստանի դաշտային նմուշներում: Այս kdr մուտացիան ապահովում է դիմադրողականություն պիրետրոիդների և DDT-ի նկատմամբ և նախկինում հայտնաբերվել է An. stephensi-ի պոպուլյացիաներում, որոնք հավաքվել են Հնդկաստանում 2016 թվականին և Աֆղանստանում՝ 2018 թվականին:31,32 Չնայած երկու քաղաքներում էլ պիրետրոիդների նկատմամբ դիմադրության լայն տարածման վկայություններին, kdr L1014F մուտացիան չի հայտնաբերվել այստեղ վերլուծված Մանգալորի և Բանգալորի պոպուլյացիաներում: Այս SNP կրող Եթովպիայի հետերոզիգոտ իզոլյատների ցածր համամասնությունը ենթադրում է, որ մուտացիան վերջերս է առաջացել այս բնակչության մոտ: Սա հաստատվում է Ավաշում անցկացված նախորդ ուսումնասիրությամբ, որը չի հայտնաբերել kdr մուտացիայի որևէ ապացույց այստեղ վերլուծված նմուշներից մեկ տարի առաջ հավաքված նմուշներում։18 Մենք նախկինում այս kdr L1014F մուտացիան նույն տարածաշրջանից/տարվից վերցված նմուշների հավաքածուում ցածր հաճախականությամբ հայտնաբերել ենք՝ օգտագործելով ամպլիկոնային հայտնաբերման մոտեցում։28 Հաշվի առնելով նմուշառման կետերում ֆենոտիպային դիմադրությունը, այս դիմադրության մարկերի ցածր ալելային հաճախականությունը ենթադրում է, որ այս դիտարկված ֆենոտիպի համար պատասխանատու են թիրախային կետի փոփոխությունից բացի այլ մեխանիզմներ։
Այս ուսումնասիրության սահմանափակումը միջատասպանների նկատմամբ արձագանքի վերաբերյալ ֆենոտիպային տվյալների բացակայությունն է: Անհրաժեշտ են հետագա ուսումնասիրություններ, որոնք համատեղում են ամբողջ գենոմի հաջորդականացումը (WGS) կամ թիրախային ամպլիկոնային հաջորդականացումը զգայունության կենսափորձարկումների հետ՝ այս մուտացիաների միջատասպանների նկատմամբ արձագանքի վրա ազդեցությունը ուսումնասիրելու համար: Այս նորարարական միսենս SNP-ները, որոնք կարող են կապված լինել դիմադրության հետ, պետք է թիրախավորվեն բարձր արդյունավետությամբ մոլեկուլային փորձարկումների համար՝ մոնիթորինգը աջակցելու և ֆունկցիոնալ աշխատանքը հեշտացնելու համար՝ դիմադրության ֆենոտիպերի հետ կապված հնարավոր մեխանիզմները հասկանալու և վավերացնելու համար:
Ամփոփելով՝ այս ուսումնասիրությունը հնարավորություն է տալիս ավելի խորը հասկանալ Anopheles մոծակների պոպուլյացիայի գենետիկան տարբեր մայրցամաքներում: Ամբողջ գենոմի հաջորդականության (WGS) վերլուծության կիրառումը տարբեր աշխարհագրական շրջաններում գտնվող նմուշների ավելի մեծ խմբերի վրա կարևոր կլինի գեների հոսքը հասկանալու և միջատասպանների նկատմամբ դիմադրության մարկերները բացահայտելու համար: Այս գիտելիքները հանրային առողջապահության մարմիններին հնարավորություն կտան տեղեկացված որոշումներ կայացնել վեկտորների հսկողության և միջատասպանների օգտագործման հարցում:
Այս տվյալների բազմության մեջ պատճենների թվի տատանումները հայտնաբերելու համար մենք օգտագործեցինք երկու մոտեցում։ Նախ, մենք օգտագործեցինք ծածկույթի վրա հիմնված մոտեցում, որը կենտրոնանում էր գենոմում նույնականացված CYP գեների կլաստերների վրա (Լրացուցիչ աղյուսակ S5): Նմուշի ծածկույթը միջինացվել է հավաքման վայրերում և բաժանվել է չորս խմբի՝ Եթովպիա, հնդկական դաշտեր, հնդկական գաղութներ և պակիստանյան գաղութներ: Յուրաքանչյուր խմբի ծածկույթը նորմալացվել է միջուկի հարթեցման միջոցով, ապա գծագրվել է այդ խմբի համար գենոմի ծածկույթի միջին խորության համաձայն: