Աֆրիկայում մալարիան շարունակում է մնալ մահացության և հիվանդությունների հիմնական պատճառը՝ ամենամեծ բեռը մինչև 5 տարեկան երեխաների շրջանում: Հիվանդության կանխարգելման ամենաարդյունավետ միջոցները միջատասպան վեկտորի դեմ պայքարող միջոցներն են, որոնք ուղղված են չափահաս Anopheles մոծակներին: Այս միջամտությունների լայնածավալ կիրառման արդյունքում միջատասպանների առավել հաճախ օգտագործվող դասերի նկատմամբ դիմադրությունն այժմ լայնորեն տարածված է Աֆրիկայում: Այս ֆենոտիպին տանող հիմքում ընկած մեխանիզմների ըմբռնումը կարևոր է ինչպես դիմադրության տարածումը հետևելու, այնպես էլ այն հաղթահարելու համար նոր գործիքներ մշակելու համար:
Այս ուսումնասիրության մեջ մենք համեմատեցինք միջատասպաններին դիմացկուն Anopheles gambiae, Anopheles cruzi և Anopheles arabiensis պոպուլյացիաների միկրոբիոմի բաղադրությունը Բուրկինա Ֆասոյից միջատասպանների նկատմամբ զգայուն պոպուլյացիաների հետ, ինչպես նաև Եթովպիայից:
Մենք տարբերություններ չենք գտել միկրոբիոտայի բաղադրության մեջ միջատասպաններին դիմացկուն ևմիջատասպան- Բուրկինա Ֆասոյում զգայուն պոպուլյացիաներ: Այս արդյունքը հաստատվել է Բուրկինա Ֆասոյի երկու երկրների գաղութների լաբորատոր հետազոտություններով։ Ի հակադրություն, Եթովպիայից Anopheles arabiensis մոծակների մոտ միկրոբիոտայի բաղադրության հստակ տարբերություններ են նկատվել մահացածների և միջատասպանների ազդեցությունից փրկվածների միջև: Anopheles arabiensis-ի այս պոպուլյացիայի դիմադրողականությունը հետագայում ուսումնասիրելու համար մենք կատարեցինք ՌՆԹ-ի հաջորդականություն և գտանք դետոքսիկացիոն գեների դիֆերենցիալ արտահայտություն՝ կապված միջատասպանների դիմադրության, ինչպես նաև շնչառական, մետաբոլիկ և սինապտիկ իոնների ալիքների հետ:
Մեր արդյունքները ցույց են տալիս, որ որոշ դեպքերում միկրոբիոտան կարող է նպաստել միջատասպանների նկատմամբ դիմադրության զարգացմանը, բացի տրանսկրիպտոմի փոփոխություններից:
Չնայած դիմադրողականությունը հաճախ նկարագրվում է որպես Անոֆելես վեկտորի գենետիկ բաղադրիչ, վերջին ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ միկրոբիոմը փոխվում է ի պատասխան միջատասպանների ազդեցության՝ ենթադրելով այդ օրգանիզմների դերը դիմադրության մեջ: Իրոք, Anopheles gambiae մոծակների վեկտորների ուսումնասիրությունները Հարավային և Կենտրոնական Ամերիկայում ցույց են տվել էական փոփոխություններ էպիդերմիսի միկրոբիոմում պիրետրոիդների ազդեցությունից հետո, ինչպես նաև ընդհանուր միկրոբիոմի փոփոխություններ՝ ֆոսֆորօրգանական նյութերի ազդեցությունից հետո: Աֆրիկայում պիրետրոիդային դիմադրությունը կապված է Կամերունում, Քենիայում և Կոտ դ'Իվուարում միկրոբիոտայի բաղադրության փոփոխություններով, մինչդեռ լաբորատոր ադապտացված Anopheles gambiae-ն ցույց է տվել տեղաշարժեր իրենց միկրոբիոտայում՝ պիրետրոիդների դիմադրության ընտրությունից հետո: Ավելին, հակաբիոտիկներով փորձարարական բուժումը և լաբորատոր գաղութացված Anopheles arabiensis մոծակների մեջ հայտնի բակտերիաների ավելացումը ցույց տվեց պիրետրոիդների նկատմամբ հանդուրժողականության բարձրացում: Այս տվյալները միասին ցույց են տալիս, որ ինսեկտիցիդների նկատմամբ դիմադրությունը կարող է կապված լինել մոծակների միկրոբիոմի հետ, և որ միջատասպանների դիմադրության այս ասպեկտը կարող է օգտագործվել հիվանդության վեկտորի վերահսկման համար:
Այս ուսումնասիրության մեջ մենք օգտագործեցինք 16S հաջորդականությունը՝ որոշելու համար, թե արդյոք Արևմտյան և Արևելյան Աֆրիկայում լաբորատոր գաղութացված և դաշտում հավաքված մոծակների միկրոբիոտան տարբերվում է նրանց միջև, ովքեր գոյատևել են և նրանք, ովքեր մահացել են պիրետրոիդ դելտամետրինի ազդեցությունից հետո: Միջատասպաններին դիմադրողականության համատեքստում Աֆրիկայի տարբեր տարածաշրջանների միկրոբիոտան համեմատելը տարբեր տեսակների և դիմադրության մակարդակների հետ կարող է օգնել հասկանալ մանրէաբանական համայնքների վրա տարածաշրջանային ազդեցությունները: Լաբորատոր գաղութները Բուրկինա Ֆասոյից էին և աճում էին երկու տարբեր եվրոպական լաբորատորիաներում (An. coluzzii՝ Գերմանիայում և An. arabiensis՝ Միացյալ Թագավորությունում), Բուրկինա Ֆասոյի մոծակները ներկայացնում էին Անի բոլոր երեք տեսակները։ gambiae տեսակների համալիրը, իսկ Եթովպիայից եկած մոծակները ներկայացնում էին Ան. arabiensis. Այստեղ մենք ցույց ենք տալիս, որ Եթովպիայից Anopheles arabiensis-ը կենդանի և մահացած մոծակների մեջ ուներ միկրոբիոտայի հստակ նշաններ, մինչդեռ Բուրկինա Ֆասոյից և երկու լաբորատորիաներից Anopheles arabiensis-ը չունեին: Այս հետազոտության նպատակը միջատասպանների նկատմամբ կայունության հետագա ուսումնասիրությունն է: Մենք կատարեցինք ՌՆԹ-ի հաջորդականությունը Anopheles arabiensis-ի պոպուլյացիաների վրա և պարզեցինք, որ գեները, որոնք կապված են միջատասպանների նկատմամբ դիմադրության հետ, վերկարգավորվել են, մինչդեռ շնչառության հետ կապված գեները հիմնականում փոփոխվել են: Այս տվյալների ինտեգրումը Եթովպիայից եկած երկրորդ բնակչության հետ բացահայտեց տարածաշրջանում դետոքսիկացիոն հիմնական գեները: Հետագա համեմատությունը Anopheles arabiensis-ի հետ Բուրկինա Ֆասոյից բացահայտեց տրանսկրիպտոմի պրոֆիլների զգալի տարբերություններ, բայց, այնուամենայնիվ, հայտնաբերվեցին չորս հիմնական դետոքսիկացիոն գեներ, որոնք գերարտահայտված էին Աֆրիկայում:
Յուրաքանչյուր տարածաշրջանից յուրաքանչյուր տեսակի կենդանի և մահացած մոծակները հաջորդականացվել են՝ օգտագործելով 16S հաջորդականությունը և հաշվարկվել են հարաբերական առատությունը: Ալֆա բազմազանության տարբերություններ չեն նկատվել, ինչը ցույց է տալիս ոչ մի տարբերություն գործառնական տաքսոնոմիկ միավորի (OTU) հարստության մեջ. Այնուամենայնիվ, բետա բազմազանությունը զգալիորեն տարբերվում էր երկրների միջև, և երկրի և կենդանի/մեռած կարգավիճակի փոխազդեցության պայմանները (PANOVA = 0,001 և 0,008, համապատասխանաբար) ցույց տվեցին, որ առկա է բազմազանություն այս գործոնների միջև: Երկրների միջև բետա շեղումների տարբերություններ չեն նկատվել, ինչը ցույց է տալիս խմբերի միջև նմանատիպ տարբերություններ: Բրեյ-Քուրտիսի բազմաչափ սանդղակի սխեման (Նկար 2Ա) ցույց տվեց, որ նմուշները հիմնականում առանձնացված էին ըստ գտնվելու վայրի, սակայն կային որոշ նշանակալի բացառություններ: Մի քանի նմուշներ Ան. arabiensis համայնքը և մեկ նմուշ Ան. coluzzii համայնքը համընկնում էր Բուրկինա Ֆասոյի նմուշի հետ, մինչդեռ մեկ նմուշ Ան. arabiensis նմուշները Բուրկինա Ֆասոյից համընկել են Ան. arabiensis համայնքի նմուշը, որը կարող է ցույց տալ, որ սկզբնական միկրոբիոտան պատահականորեն պահպանվել է բազմաթիվ սերունդների և բազմաթիվ տարածաշրջանների ընթացքում: Բուրկինա Ֆասոյի նմուշները հստակորեն առանձնացված չեն ըստ տեսակների. Այս տարանջատման բացակայությունը սպասելի էր, քանի որ անհատները հետագայում համախմբվեցին, չնայած ծագումով տարբեր թրթուրային միջավայրերից: Իրոք, ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ջրային փուլում էկոլոգիական խորշի օգտագործումը կարող է զգալիորեն ազդել միկրոբիոտայի կազմի վրա [50]: Հետաքրքիր է, որ չնայած Բուրկինա Ֆասոյի մոծակների նմուշներն ու համայնքները միջատասպանների ազդեցությունից հետո մոծակների գոյատևման կամ մահացության տարբերություններ չեն ցույց տվել, եթովպական նմուշները հստակորեն տարանջատվել են՝ ենթադրելով, որ այս Anopheles նմուշներում միկրոբիոտայի բաղադրությունը կապված է միջատասպանների դիմադրության հետ: Նմուշները հավաքվել են նույն վայրից, ինչը կարող է բացատրել ավելի ուժեղ կապը:
Պիրետրոիդ միջատասպանների նկատմամբ դիմադրողականությունը բարդ ֆենոտիպ է, և թեև նյութափոխանակության և թիրախների փոփոխությունները համեմատաբար լավ ուսումնասիրված են, միկրոբիոտայի փոփոխությունները միայն սկսում են ուսումնասիրվել: Այս ուսումնասիրության մեջ մենք ցույց ենք տալիս, որ որոշակի պոպուլյացիաներում միկրոբիոտայի փոփոխությունները կարող են ավելի կարևոր լինել. Մենք այնուհետև բնութագրում ենք միջատասպանների դիմադրությունը Anopheles arabiensis-ում Բահիր Դարից և ցույց ենք տալիս փոփոխություններ հայտնի դիմադրության հետ կապված տառադարձումներում, ինչպես նաև շնչառության հետ կապված գեների զգալի փոփոխություններ, որոնք ակնհայտ էին նաև Եթովպիայից Anopheles arabiensis պոպուլյացիաների նախորդ RNA-seq ուսումնասիրության մեջ: Միասին այս արդյունքները ցույց են տալիս, որ այս մոծակների միջատասպանների դիմադրությունը կարող է կախված լինել գենետիկ և ոչ գենետիկ գործոնների համակցությունից, հավանաբար, քանի որ բնիկ բակտերիաների հետ սիմբիոտիկ հարաբերությունները կարող են լրացնել միջատասպանների դեգրադացիան ավելի ցածր դիմադրողականություն ունեցող պոպուլյացիաներում:
Վերջին ուսումնասիրությունները կապում են շնչառության աճը միջատասպանների նկատմամբ դիմադրության հետ, որը համահունչ է Bahir Dar RNAseq-ի հարստացված գոյաբանական տերմիններին և այստեղ ստացված եթովպական ինտեգրված տվյալներին. կրկին առաջարկելով, որ դիմադրողականությունը հանգեցնում է շնչառության ավելացման՝ որպես այս ֆենոտիպի պատճառ կամ հետևանք: Եթե այս փոփոխությունները հանգեցնում են ռեակտիվ թթվածնի և ազոտի տեսակների պոտենցիալի տարբերությունների, ինչպես նախկինում առաջարկվել է, դա կարող է ազդել վեկտորի իրավասության և մանրէների գաղութացման վրա՝ երկարաժամկետ համընդհանուր բակտերիաների կողմից ROS-ի ոչնչացմանը բակտերիաների դիֆերենցիալ դիմադրության միջոցով:
Այստեղ ներկայացված տվյալները վկայում են այն մասին, որ միկրոբիոտան կարող է ազդել որոշակի միջավայրերում միջատասպանների դիմադրության վրա: Մենք ցույց տվեցինք նաև, որ Ան. arabiensis մոծակները Եթովպիայում ցուցադրում են տրանսկրիպտոմի նմանատիպ փոփոխություններ, որոնք ապահովում են միջատասպանների նկատմամբ դիմադրություն. սակայն Բուրկինա Ֆասոյի գեներին համապատասխանող գեների թիվը փոքր է: Այստեղ և այլ ուսումնասիրություններում արված եզրակացությունների վերաբերյալ մի քանի նախազգուշացումներ են մնում: Նախ, պիրետրոիդների գոյատևման և միկրոբիոտայի միջև պատճառահետևանքային կապը պետք է ցուցադրվի՝ օգտագործելով նյութափոխանակության ուսումնասիրությունները կամ միկրոբիոտայի փոխպատվաստումը: Բացի այդ, պետք է ցուցադրվի տարբեր տարածաշրջանների բազմաթիվ պոպուլյացիաների հիմնական թեկնածուների վավերացումը: Վերջապես, տրանսկրիպտոմի տվյալները միկրոբիոտայի տվյալների հետ համատեղելը նպատակային հետփոխպատվաստման ուսումնասիրությունների միջոցով ավելի մանրամասն տեղեկատվություն կտա այն մասին, թե արդյոք միկրոբիոտան ուղղակիորեն ազդում է մոծակների տրանսկրիպտոմի վրա՝ կապված պիրետրոիդների դիմադրության հետ: Այնուամենայնիվ, միասին վերցրած, մեր տվյալները ցույց են տալիս, որ դիմադրողականությունը և՛ տեղական, և՛ անդրազգային է, ինչը ընդգծում է բազմաթիվ տարածաշրջաններում նոր միջատասպան արտադրանքների փորձարկման անհրաժեշտությունը:
Հրապարակման ժամանակը՝ Մար-24-2025