आफ्रिकेत मलेरिया हा आजार आणि मृत्यूचे एक प्रमुख कारण आहे, ज्यामध्ये 5 वर्षांपेक्षा कमी वयाच्या मुलांमध्ये याचा सर्वाधिक धोका आहे. या आजारापासून बचाव करण्याचे सर्वात प्रभावी मार्ग म्हणजे प्रौढ अ‍ॅनोफिलीस डासांना लक्ष्य करणारे कीटकनाशक वेक्टर नियंत्रण एजंट. या हस्तक्षेपांच्या व्यापक वापरामुळे, कीटकनाशकांच्या सर्वात सामान्यपणे वापरल्या जाणाऱ्या वर्गांना प्रतिकार आता संपूर्ण आफ्रिकेत व्यापक झाला आहे. प्रतिकाराचा प्रसार ट्रॅक करण्यासाठी आणि त्यावर मात करण्यासाठी नवीन साधने विकसित करण्यासाठी या फेनोटाइपला कारणीभूत असलेल्या अंतर्निहित यंत्रणा समजून घेणे आवश्यक आहे.
या अभ्यासात, आम्ही बुर्किना फासोमधील कीटकनाशक-प्रतिरोधक अ‍ॅनोफिलिस गॅम्बिया, अ‍ॅनोफिलिस क्रुझी आणि अ‍ॅनोफिलिस अरेबियन्सिस लोकसंख्येच्या सूक्ष्मजीव रचनांची तुलना इथिओपियातील कीटकनाशक-संवेदनशील लोकसंख्येशी केली.
कीटकनाशक-प्रतिरोधक आणि यांच्यातील मायक्रोबायोटा रचनेत आम्हाला कोणताही फरक आढळला नाहीकीटकनाशक- बुर्किना फासोमध्ये संवेदनशील लोकसंख्या. बुर्किना फासोच्या दोन देशांमधील वसाहतींच्या प्रयोगशाळेतील अभ्यासातून या निकालाची पुष्टी झाली. याउलट, इथिओपियातील अ‍ॅनोफिलिस अरेबियन्सिस डासांमध्ये, कीटकनाशकांच्या संपर्कात येऊनही मृत्युमुखी पडलेल्या आणि वाचलेल्या डासांमध्ये सूक्ष्मजीव रचनांमध्ये स्पष्ट फरक दिसून आला. अ‍ॅनोफिलिस अरेबियन्सिस लोकसंख्येच्या प्रतिकाराची अधिक तपासणी करण्यासाठी, आम्ही आरएनए सिक्वेन्सिंग केले आणि कीटकनाशकांच्या प्रतिकाराशी संबंधित डिटॉक्सिफिकेशन जनुकांची विभेदक अभिव्यक्ती तसेच श्वसन, चयापचय आणि सिनॅप्टिक आयन चॅनेलमधील बदल आढळले.
आमचे निकाल असे सूचित करतात की काही प्रकरणांमध्ये मायक्रोबायोटा ट्रान्सक्रिप्टोम बदलांव्यतिरिक्त कीटकनाशक प्रतिकार विकसित करण्यास हातभार लावू शकतो.
जरी प्रतिकारशक्तीला अनेकदा अ‍ॅनोफिलिस वेक्टरचा अनुवांशिक घटक म्हणून वर्णन केले जात असले तरी, अलिकडच्या अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की कीटकनाशकांच्या संपर्काच्या प्रतिसादात सूक्ष्मजीव बदलतो, ज्यामुळे प्रतिकारात या जीवांची भूमिका सूचित होते. खरंच, दक्षिण आणि मध्य अमेरिकेतील अ‍ॅनोफिलिस गॅम्बिया डासांच्या वाहकांच्या अभ्यासातून पायरेथ्रॉइड्सच्या संपर्कानंतर एपिडर्मल मायक्रोबायोममध्ये तसेच ऑर्गनोफॉस्फेट्सच्या संपर्कानंतर एकूण मायक्रोबायोममध्ये लक्षणीय बदल दिसून आले आहेत. आफ्रिकेत, कॅमेरून, केनिया आणि कोट डी'आयव्होअरमध्ये पायरेथ्रॉइड प्रतिकारशक्तीचा संबंध मायक्रोबायोटाच्या रचनेतील बदलांशी आहे, तर प्रयोगशाळेत अनुकूलित अ‍ॅनोफिलिस गॅम्बियाने पायरेथ्रॉइड प्रतिकारशक्तीसाठी निवड केल्यानंतर त्यांच्या मायक्रोबायोटामध्ये बदल दर्शविला आहे. शिवाय, अँटीबायोटिक्ससह प्रायोगिक उपचार आणि प्रयोगशाळेत वसाहत असलेल्या अ‍ॅनोफिलिस अरेबियन्सिस डासांमध्ये ज्ञात बॅक्टेरिया जोडल्याने पायरेथ्रॉइड्सची सहनशीलता वाढली आहे. एकत्रितपणे, हे डेटा सूचित करतात की कीटकनाशक प्रतिकारशक्ती डासांच्या मायक्रोबायोमशी जोडली जाऊ शकते आणि कीटकनाशक प्रतिकारशक्तीचा हा पैलू रोग वेक्टर नियंत्रणासाठी वापरला जाऊ शकतो.
या अभ्यासात, आम्ही पश्चिम आणि पूर्व आफ्रिकेतील प्रयोगशाळेत वसाहत केलेल्या आणि शेतात गोळा केलेल्या डासांच्या मायक्रोबायोटाचे प्रमाण पायरेथ्रॉइड डेल्टामेथ्रिनच्या संपर्कात आल्यानंतर जिवंत राहिलेल्या आणि मृत झालेल्या डासांमध्ये फरक आहे का हे निर्धारित करण्यासाठी 16S अनुक्रमण वापरले. कीटकनाशकांच्या प्रतिकाराच्या संदर्भात, आफ्रिकेच्या वेगवेगळ्या प्रदेशांमधील वेगवेगळ्या प्रजाती आणि प्रतिकार पातळी असलेल्या मायक्रोबायोटाची तुलना केल्यास सूक्ष्मजीव समुदायांवर प्रादेशिक प्रभाव समजण्यास मदत होऊ शकते. प्रयोगशाळेतील वसाहती बुर्किना फासोमधील होत्या आणि दोन वेगवेगळ्या युरोपियन प्रयोगशाळांमध्ये (जर्मनीमध्ये अँ. कोलुझी आणि युनायटेड किंग्डममध्ये अँ. अरेबियन्सिस) पाळल्या गेल्या होत्या, बुर्किना फासोमधील डासांनी अँ. गॅम्बिया प्रजाती संकुलाच्या तिन्ही प्रजातींचे प्रतिनिधित्व केले होते आणि इथिओपियातील डासांनी अँ. अरेबियन्सिसचे प्रतिनिधित्व केले होते. येथे, आम्ही दाखवतो की इथिओपियातील अ‍ॅनोफिलिस अरेबियन्सिसमध्ये जिवंत आणि मृत डासांमध्ये वेगळे मायक्रोबायोटाचे स्वाक्षरी होते, तर बुर्किना फासो आणि दोन प्रयोगशाळांमध्ये अ‍ॅनोफिलिस अरेबियन्सिसमध्ये तसे नव्हते. या अभ्यासाचे उद्दिष्ट कीटकनाशकांच्या प्रतिकाराची अधिक तपासणी करणे आहे. आम्ही अ‍ॅनोफिलिस अ‍ॅरेबियन्सिस लोकसंख्येवर आरएनए सिक्वेन्सिंग केले आणि असे आढळले की कीटकनाशकांच्या प्रतिकाराशी संबंधित जीन्स अपरेग्युलेटेड होते, तर श्वसनाशी संबंधित जीन्स सामान्यतः बदलले होते. इथिओपियातील दुसऱ्या लोकसंख्येसह या डेटाचे एकत्रीकरण केल्याने या प्रदेशातील प्रमुख डिटॉक्सिफिकेशन जीन्स ओळखले गेले. बुर्किना फासो येथील अ‍ॅनोफिलिस अ‍ॅरेबियन्सिसशी पुढील तुलना केल्याने ट्रान्सक्रिप्टोम प्रोफाइलमध्ये लक्षणीय फरक दिसून आला, परंतु तरीही आफ्रिकेत जास्त प्रमाणात व्यक्त झालेले चार प्रमुख डिटॉक्सिफिकेशन जीन्स ओळखले गेले.
त्यानंतर प्रत्येक प्रदेशातील प्रत्येक प्रजातीच्या जिवंत आणि मृत डासांचे अनुक्रमांक 16S अनुक्रम वापरून केले गेले आणि सापेक्ष विपुलतेची गणना केली गेली. अल्फा विविधतेमध्ये कोणताही फरक आढळला नाही, जो ऑपरेशनल टॅक्सोनॉमिक युनिट (OTU) समृद्धतेमध्ये कोणताही फरक दर्शवित नाही; तथापि, देशांमध्ये बीटा विविधता लक्षणीयरीत्या भिन्न होती आणि देश आणि जिवंत/मृत स्थितीसाठी परस्परसंवाद संज्ञा (अनुक्रमे PANOVA = 0.001 आणि 0.008) दर्शवितात की या घटकांमध्ये विविधता अस्तित्वात आहे. देशांमध्ये बीटा भिन्नतेमध्ये कोणताही फरक आढळला नाही, जो गटांमधील समान भिन्नता दर्शवितो. ब्रे-कर्टिस मल्टीव्हेरिएट स्केलिंग प्लॉट (आकृती 2A) ने दर्शविले की नमुने मोठ्या प्रमाणात स्थानानुसार वेगळे केले गेले होते, परंतु काही उल्लेखनीय अपवाद होते. अँ. अरेबियन्सिस समुदायातील अनेक नमुने आणि अँ. कोलुझी समुदायातील एक नमुना बुर्किना फासोच्या नमुन्यासह ओव्हरलॅप झाला, तर बुर्किना फासोमधील अँ. अरेबियन्सिस नमुन्यांमधील एक नमुना अँ. अरेबियन्सिस समुदाय नमुन्यासह ओव्हरलॅप झाला, जे सूचित करू शकते की मूळ मायक्रोबायोटा अनेक पिढ्यांपासून आणि अनेक प्रदेशांमध्ये यादृच्छिकपणे राखला गेला होता. बुर्किना फासोचे नमुने प्रजातींनुसार स्पष्टपणे वेगळे केले गेले नाहीत; वेगवेगळ्या अळ्या वातावरणातून उद्भवलेल्या असूनही व्यक्तींना नंतर एकत्रित केले गेले असल्याने हे वेगळेपणाचे अभाव अपेक्षित होते. खरंच, अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की जलीय अवस्थेत पर्यावरणीय कोनाडा सामायिक केल्याने मायक्रोबायोटाच्या रचनेवर लक्षणीय परिणाम होऊ शकतो [50]. मनोरंजक म्हणजे, बुर्किना फासो डासांच्या नमुन्यांमध्ये आणि समुदायांमध्ये कीटकनाशकांच्या संपर्कानंतर डासांच्या जगण्यामध्ये किंवा मृत्युदरात कोणताही फरक दिसून आला नाही, तर इथिओपियन नमुने स्पष्टपणे वेगळे केले गेले होते, जे सूचित करते की या अ‍ॅनोफिलीस नमुन्यांमधील मायक्रोबायोटाची रचना कीटकनाशकांच्या प्रतिकाराशी संबंधित आहे. नमुने त्याच ठिकाणाहून गोळा केले गेले होते, जे मजबूत संबंध स्पष्ट करू शकते.
पायरेथ्रॉइड कीटकनाशकांचा प्रतिकार हा एक जटिल फेनोटाइप आहे आणि चयापचय आणि लक्ष्यांमधील बदलांचा तुलनेने चांगला अभ्यास केला जात असला तरी, मायक्रोबायोटामधील बदलांचा शोध घेण्यास सुरुवात झाली आहे. या अभ्यासात, आम्ही दाखवतो की विशिष्ट लोकसंख्येमध्ये मायक्रोबायोटामधील बदल अधिक महत्त्वाचे असू शकतात; आम्ही बहिर दारमधील अ‍ॅनोफिलिस अरेबिएन्सिसमध्ये कीटकनाशकांच्या प्रतिकाराचे आणखी वर्णन करतो आणि ज्ञात प्रतिकार-संबंधित ट्रान्सक्रिप्टमध्ये बदल दर्शवितो, तसेच इथिओपियातील अ‍ॅनोफिलिस अरेबिएन्सिस लोकसंख्येच्या मागील आरएनए-सेक अभ्यासात देखील स्पष्ट झालेल्या श्वसन-संबंधित जनुकांमध्ये महत्त्वपूर्ण बदल दर्शवितो. एकत्रितपणे, हे निकाल सूचित करतात की या डासांमधील कीटकनाशकांचा प्रतिकार अनुवांशिक आणि गैर-अनुवांशिक घटकांच्या संयोजनावर अवलंबून असू शकतो, कारण स्थानिक जीवाणूंशी सहजीवन संबंध कमी पातळीच्या प्रतिकार असलेल्या लोकसंख्येमध्ये कीटकनाशकांच्या ऱ्हासाला पूरक ठरू शकतात.
अलिकडच्या अभ्यासांनी वाढत्या श्वसनाचा संबंध कीटकनाशकांच्या प्रतिकाराशी जोडला आहे, जो बहिर दार आरएनएसेकमधील समृद्ध ऑन्टोलॉजी संज्ञा आणि येथे मिळवलेल्या एकात्मिक इथिओपियन डेटाशी सुसंगत आहे; पुन्हा असे सुचवितो की प्रतिकारामुळे श्वसनात वाढ होते, एकतर या फेनोटाइपचे कारण किंवा परिणाम म्हणून. जर या बदलांमुळे प्रतिक्रियाशील ऑक्सिजन आणि नायट्रोजन प्रजातींच्या क्षमतेमध्ये फरक पडला, जसे की पूर्वी सुचवले गेले होते, तर हे दीर्घकालीन कॉमेन्सल बॅक्टेरियाद्वारे आरओएस स्कॅव्हेंजिंगला विभेदक बॅक्टेरियाच्या प्रतिकाराद्वारे वेक्टर क्षमता आणि सूक्ष्मजीव वसाहतीकरणावर परिणाम करू शकते.
येथे सादर केलेला डेटा पुरावा देतो की मायक्रोबायोटा विशिष्ट वातावरणात कीटकनाशकांच्या प्रतिकारावर प्रभाव टाकू शकतो. आम्ही हे देखील दाखवून दिले की इथिओपियामधील अ‍ॅरेबियन्सिस डासांमध्ये कीटकनाशकांना प्रतिकार देणारे समान ट्रान्सक्रिप्टोम बदल दिसून येतात; तथापि, बुर्किना फासोमधील जनुकांशी संबंधित जनुकांची संख्या कमी आहे. येथे आणि इतर अभ्यासांमध्ये पोहोचलेल्या निष्कर्षांबाबत अनेक सावधानता आहेत. प्रथम, मेटाबोलोमिक अभ्यास किंवा मायक्रोबायोटा प्रत्यारोपणाचा वापर करून पायरेथ्रॉइड जगणे आणि मायक्रोबायोटा यांच्यातील कार्यकारण संबंध प्रदर्शित करणे आवश्यक आहे. याव्यतिरिक्त, वेगवेगळ्या प्रदेशांमधील अनेक लोकसंख्येतील प्रमुख उमेदवारांचे प्रमाणीकरण प्रदर्शित करणे आवश्यक आहे. शेवटी, लक्ष्यित पोस्ट-प्रत्यारोपण अभ्यासांद्वारे मायक्रोबायोटा डेटासह ट्रान्सक्रिप्टोम डेटा एकत्रित केल्याने पायरेथ्रॉइड प्रतिकाराच्या संदर्भात मायक्रोबायोटा थेट डासांच्या ट्रान्सक्रिप्टोमवर प्रभाव पाडतो की नाही याबद्दल अधिक तपशीलवार माहिती मिळेल. तथापि, एकत्रितपणे, आमचा डेटा सूचित करतो की प्रतिकार स्थानिक आणि आंतरराष्ट्रीय दोन्ही आहे, जो अनेक प्रदेशांमध्ये नवीन कीटकनाशक उत्पादनांची चाचणी घेण्याची आवश्यकता अधोरेखित करतो.
पोस्ट वेळ: मार्च-२४-२०२५