Մալարիան մնում է Աֆրիկայում մահվան և հիվանդության հիմնական պատճառ, ամենամեծ բեռը 5 տարեկանից փոքր երեխաների շրջանում է։ Հիվանդության կանխարգելման ամենաարդյունավետ միջոցները միջատասպան վեկտորների դեմ պայքարի միջոցներն են, որոնք թիրախավորում են չափահաս Անոֆելես մոծակներին։ Այս միջամտությունների լայնորեն կիրառման արդյունքում, միջատասպանների ամենատարածված դասերի նկատմամբ դիմադրողականությունը այժմ լայն տարածում ունի ամբողջ Աֆրիկայում։ Այս ֆենոտիպի առաջացմանը հանգեցնող հիմքում ընկած մեխանիզմների հասկացումը կարևոր է ինչպես դիմադրության տարածումը հետևելու, այնպես էլ այն հաղթահարելու նոր գործիքներ մշակելու համար։
Այս ուսումնասիրության մեջ մենք համեմատել ենք Բուրկինա Ֆասոյից միջատասպանների նկատմամբ դիմացկուն Anopheles gambiae, Anopheles cruzi և Anopheles arabiensis պոպուլյացիաների միկրոբիոմի կազմը Եթովպիայից ստացված միջատասպանների նկատմամբ զգայուն պոպուլյացիաների հետ։
Մենք տարբերություններ չենք հայտնաբերել միկրոբիոտայի կազմի մեջ միջատասպաններին դիմացկուն ևմիջատասպան-զգայուն պոպուլյացիաներ Բուրկինա Ֆասոյում: Այս արդյունքը հաստատվել է Բուրկինա Ֆասոյի երկու երկրներից եկած գաղութների լաբորատոր ուսումնասիրություններով: Ի տարբերություն դրա, Եթովպիայից եկած Anopheles arabiensis մոծակների մոտ միկրոբիոտայի կազմի մեջ նկատվել են հստակ տարբերություններ մահացածների և միջատասպանների ազդեցությանը դիմակայածների միջև: Այս Anopheles arabiensis պոպուլյացիայի դիմադրողականությունը հետագա ուսումնասիրելու համար մենք կատարել ենք ՌՆԹ հաջորդականացում և հայտնաբերել ենք միջատասպանների նկատմամբ դիմադրողականության հետ կապված դետոքսիկացիոն գեների դիֆերենցիալ արտահայտություն, ինչպես նաև շնչառական, նյութափոխանակության և սինապտիկ իոնային անցուղիների փոփոխություններ:
Մեր արդյունքները ենթադրում են, որ որոշ դեպքերում միկրոբիոտան, տրանսկրիպտոմային փոփոխություններից բացի, կարող է նպաստել միջատասպանների նկատմամբ դիմադրության զարգացմանը։
Չնայած դիմադրողականությունը հաճախ նկարագրվում է որպես Anopheles վեկտորի գենետիկական բաղադրիչ, վերջին ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ միկրոբիոմը փոխվում է միջատասպանների ազդեցությանը ի պատասխան, ինչը ենթադրում է այս օրգանիզմների դերը դիմադրողականության մեջ: Իրոք, Հարավային և Կենտրոնական Ամերիկայում Anopheles gambiae մոծակների վեկտորների ուսումնասիրությունները ցույց են տվել էպիդերմալ միկրոբիոմի զգալի փոփոխություններ պիրետրոիդների ազդեցության տակ, ինչպես նաև ընդհանուր միկրոբիոմի փոփոխություններ օրգանոֆոսֆատների ազդեցությունից հետո: Աֆրիկայում պիրետրոիդների նկատմամբ դիմադրողականությունը կապված է եղել Կամերունի, Քենիայի և Կոտ դ'Իվուարի միկրոբիոտայի կազմի փոփոխությունների հետ, մինչդեռ լաբորատորիայում հարմարեցված Anopheles gambiae-ն ցույց է տվել իրենց միկրոբիոտայի փոփոխություններ պիրետրոիդների նկատմամբ դիմադրողականության ընտրության արդյունքում: Ավելին, հակաբիոտիկներով փորձարարական բուժումը և լաբորատորիայում գաղութացված Anopheles arabiensis մոծակների մեջ հայտնի մանրէների ավելացումը ցույց են տվել պիրետրոիդների նկատմամբ դիմադրողականության աճ: Այս տվյալները միասին ենթադրում են, որ միջատասպանների նկատմամբ դիմադրողականությունը կարող է կապված լինել մոծակների միկրոբիոմի հետ, և որ միջատասպանների նկատմամբ դիմադրողականության այս ասպեկտը կարող է օգտագործվել հիվանդությունների վեկտորի վերահսկման համար:
Այս ուսումնասիրության մեջ մենք օգտագործել ենք 16S հաջորդականացում՝ որոշելու համար, թե արդյոք Արևմտյան և Արևելյան Աֆրիկայում լաբորատոր գաղութացված և դաշտային պայմաններում հավաքված մոծակների միկրոբիոտան տարբերվում է պիրետրոիդ դելտամետրինի ազդեցության տակ կենդանի մնացած և մահացած մոծակների միկրոբիոտայի միջև: Միջատասպանների նկատմամբ դիմադրության համատեքստում, Աֆրիկայի տարբեր շրջաններից տարբեր տեսակների և դիմադրության մակարդակների միկրոբիոտայի համեմատությունը կարող է օգնել հասկանալ տարածաշրջանային ազդեցությունը միկրոբային համայնքների վրա: Լաբորատոր գաղութները Բուրկինա Ֆասոյից էին և բուծվել էին երկու տարբեր եվրոպական լաբորատորիաներում (An. coluzzii Գերմանիայում և An. arabiensis Միացյալ Թագավորությունում), Բուրկինա Ֆասոյից մոծակները ներկայացնում էին An. gambiae տեսակների համալիրի բոլոր երեք տեսակները, իսկ Եթովպիայից մոծակները՝ An. arabiensis-ը: Այստեղ մենք ցույց ենք տալիս, որ Եթովպիայից Anopheles arabiensis-ը ուներ տարբեր միկրոբիոտայի նշաններ կենդանի և մահացած մոծակներում, մինչդեռ Բուրկինա Ֆասոյից Anopheles arabiensis-ը և երկու լաբորատորիաները՝ ոչ: Այս ուսումնասիրության նպատակն է հետագա ուսումնասիրել միջատասպանների նկատմամբ դիմադրության մակարդակը: Մենք իրականացրեցինք ՌՆԹ հաջորդականացում Anopheles arabiensis պոպուլյացիաների վրա և պարզեցինք, որ միջատասպանների նկատմամբ դիմադրության հետ կապված գեները ակտիվացել են, մինչդեռ շնչառության հետ կապված գեները, ընդհանուր առմամբ, փոփոխվել են: Այս տվյալների ինտեգրումը Եթովպիայի երկրորդ պոպուլյացիայի հետ բացահայտեց տարածաշրջանում դետոքսիկացիայի հիմնական գեները: Բուրկինա Ֆասոյի Anopheles arabiensis-ի հետ հետագա համեմատությունը բացահայտեց տրանսկրիպտոմային պրոֆիլների զգալի տարբերություններ, բայց միևնույն է բացահայտեց չորս հիմնական դետոքսիկացիայի գեներ, որոնք գերարտահայտված էին ամբողջ Աֆրիկայում:
Յուրաքանչյուր տարածաշրջանի յուրաքանչյուր տեսակի կենդանի և մեռած մոծակները այնուհետև հաջորդականացվել են 16S հաջորդականության միջոցով, և հաշվարկվել են հարաբերական առատությունները: Ալֆա բազմազանության մեջ տարբերություններ չեն նկատվել, ինչը ցույց է տալիս գործառնական տաքսոնոմիկ միավորների (OTU) հարստության մեջ տարբերություններ. սակայն, բետա բազմազանությունը զգալիորեն տարբերվում էր երկրների միջև, և երկրի և կենդանի/մեռած կարգավիճակի փոխազդեցության պայմանները (PANOVA = 0.001 և 0.008, համապատասխանաբար) ցույց են տվել, որ այս գործոնների միջև բազմազանություն կա: Երկրների միջև բետա դիսպերսիայի մեջ տարբերություններ չեն նկատվել, ինչը ցույց է տալիս խմբերի միջև նմանատիպ տարբերություններ: Բրեյ-Քերտիսի բազմաչափ մասշտաբային գրաֆիկը (Նկար 2Ա) ցույց է տվել, որ նմուշները մեծապես բաժանված են ըստ գտնվելու վայրի, բայց կային որոշ նշանակալի բացառություններ: An. arabiensis համայնքի մի քանի նմուշներ և An. coluzzii համայնքի մեկ նմուշ համընկնում էին Բուրկինա Ֆասոյի նմուշի հետ, մինչդեռ Բուրկինա Ֆասոյի An. arabiensis համայնքի նմուշներից մեկ նմուշ համընկնում էր An. arabiensis համայնքի նմուշի հետ, ինչը կարող է ցույց տալ, որ սկզբնական միկրոբիոտան պատահականորեն պահպանվել է բազմաթիվ սերունդների ընթացքում և բազմաթիվ տարածաշրջաններում: Բուրկինա Ֆասոյի նմուշները հստակորեն չեն բաժանվել ըստ տեսակների: Այս տեսակի տարանջատման բացակայությունը սպասելի էր, քանի որ անհատները հետագայում միավորվել են՝ չնայած տարբեր թրթուրային միջավայրերից ծագելուն։ Իրոք, ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ջրային փուլում էկոլոգիական խորշի համատեղ օգտագործումը կարող է զգալիորեն ազդել միկրոբիոտայի կազմի վրա [50]: Հետաքրքիր է, որ մինչդեռ Բուրկինա Ֆասոյի մոծակների նմուշները և համայնքները միջատասպանների ազդեցությունից հետո մոծակների գոյատևման կամ մահացության տարբերություններ չեն ցուցաբերել, եթովպական նմուշները հստակ տարանջատված էին, ինչը ենթադրում է, որ Anopheles-ի այս նմուշներում միկրոբիոտայի կազմը կապված է միջատասպանների նկատմամբ դիմադրողականության հետ։ Նմուշները հավաքվել են նույն վայրից, ինչը կարող է բացատրել ավելի ուժեղ կապը։
Պիրետրոիդ միջատասպանների նկատմամբ կայունությունը բարդ ֆենոտիպ է, և չնայած նյութափոխանակության և թիրախների փոփոխությունները համեմատաբար լավ ուսումնասիրված են, միկրոբիոտայի փոփոխությունները նոր են սկսում ուսումնասիրվել: Այս ուսումնասիրության մեջ մենք ցույց ենք տալիս, որ միկրոբիոտայի փոփոխությունները կարող են ավելի կարևոր լինել որոշակի պոպուլյացիաներում. մենք ավելի մանրամասն բնութագրում ենք Բահիր Դարից Anopheles arabiensis-ի միջատասպանների նկատմամբ կայունությունը և ցույց ենք տալիս հայտնի դիմադրության հետ կապված տրանսկրիպտների փոփոխությունները, ինչպես նաև շնչառության հետ կապված գեների զգալի փոփոխությունները, որոնք նույնպես ակնհայտ էին Եթովպիայի Anopheles arabiensis-ի պոպուլյացիաների նախորդ RNA-seq ուսումնասիրության մեջ: Այս արդյունքները միասին ենթադրում են, որ այս մոծակների միջատասպանների նկատմամբ կայունությունը կարող է կախված լինել գենետիկական և ոչ գենետիկական գործոնների համադրությունից, հավանաբար այն պատճառով, որ տեղական բակտերիաների հետ սիմբիոտիկ հարաբերությունները կարող են լրացնել միջատասպանների քայքայումը դիմադրության ավելի ցածր մակարդակ ունեցող պոպուլյացիաներում:
Վերջերս կատարված ուսումնասիրությունները կապել են շնչառության ավելացումը միջատասպանների նկատմամբ դիմադրողականության հետ, ինչը համապատասխանում է Bahir Dar RNAseq-ի հարստացված օնտոլոգիական տերմիններին և այստեղ ստացված ինտեգրված եթովպական տվյալներին, ինչը կրկին ենթադրում է, 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 ենթադրվել է, դա կարող է ազդել վեկտորային կոմպետենտության և մանրէային գաղութացման վրա՝ երկարատև կոմենսալ բակտերիաների կողմից ROS-ի կլանման նկատմամբ դիֆերենցիալ բակտերիալ դիմադրողականության միջոցով:
Այստեղ ներկայացված տվյալները վկայում են, որ միկրոբիոտան կարող է ազդել միջատասպանների նկատմամբ կայունության վրա որոշակի միջավայրերում: Մենք նաև ցույց տվեցինք, որ Եթովպիայում An. arabiensis մոծակները ցուցաբերում են նմանատիպ տրանսկրիպտոմային փոփոխություններ, որոնք հանգեցնում են միջատասպանների նկատմամբ կայունության. սակայն, Բուրկինա Ֆասոյի մոծակներին համապատասխանող գեների քանակը փոքր է: Այստեղ և այլ ուսումնասիրություններում արված եզրակացությունների վերաբերյալ մնում են մի քանի նախազգուշացումներ: Նախ, պիրետրոիդների գոյատևման և միկրոբիոտայի միջև պատճառահետևանքային կապը պետք է ցույց տրվի մետաբոլոմիկ ուսումնասիրությունների կամ միկրոբիոտայի փոխպատվաստման միջոցով: Բացի այդ, պետք է ցույց տրվի տարբեր տարածաշրջաններից բազմաթիվ պոպուլյացիաներում հիմնական թեկնածուների վավերացումը: Վերջապես, տրանսկրիպտոմային տվյալների և միկրոբիոտայի տվյալների համադրությունը հետփոխպատվաստման նպատակային ուսումնասիրությունների միջոցով ավելի մանրամասն տեղեկատվություն կտրամադրի այն մասին, թե արդյոք միկրոբիոտան անմիջականորեն ազդում է մոծակների տրանսկրիպտոմի վրա՝ պիրետրոիդների նկատմամբ կայունության առումով: Այնուամենայնիվ, միասին վերցրած, մեր տվյալները ենթադրում են, որ կայունությունը և՛ տեղական է, և՛ միջազգային, ինչը ընդգծում է նոր միջատասպան արտադրանքները բազմաթիվ տարածաշրջաններում փորձարկելու անհրաժեշտությունը:
Հրապարակման ժամանակը. Մարտի 24-2025