Τα κουνούπια γίνονται εξαιρετικά ανθεκτικά στα εντομοκτόνα και απειλούν τη Δημόσια Υγεία

Πρόσφατη μελέτη του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας του ΙΤΕ αποκαλύπτει τους γενετικούς μηχανισμούς που ενισχύουν την ανθεκτικότητα των κουνουπιών στα εντομοκτόνα

Τα νοσήματα που μεταδίδονται από κουνούπια, συμπεριλαμβανομένης της ελονοσίας, του δάγκειου πυρετού και του ιού του Δυτικού Νείλου (WNV), αποτελούν σημαντικές προκλήσεις για τη δημόσια υγεία. Περισσότερο από το 80% του παγκόσμιου πληθυσμού ζει σε περιοχές που διατρέχουν κίνδυνο και η Ευρώπη δεν αποτελεί εξαίρεση, με την Ελλάδα να αντιμετωπίζει φέτος σημαντική έξαρση του ιού του Δυτικού Νείλου. Η κλιματική κρίση μπορεί να αυξήσει περαιτέρω τον κίνδυνο εμφάνισης επιδημιών π.χ διευκολύνοντας την εξάπλωση χωρο-κατακτητικών ειδών κουνουπιών, παρατείνοντας την περίοδο αναπαραγωγής τους και επιτρέποντας στους πληθυσμούς τους να διατηρούνται σε υψηλά επίπεδα.

Η πρόληψη και ο έλεγχος των νοσημάτων που μεταδίδονται από κουνούπια βασίζονται στην καταπολέμηση των κουνουπιών. Η ελονοσία έχει μειωθεί κατά το ήμισυ από το 2000 και εκατομμύρια ζωές έχουν σωθεί, κυρίως χάρη στα εντομοκτόνα νέας γενιάς που χρησιμοποιήθηκαν τις τελευταίες δεκαετίες. Ωστόσο, η εκτεταμένη χρήση τους οδήγησε στην ανάπτυξη ανθεκτικότητας σε πολλούς πληθυσμούς κουνουπιών, γεγονός που προκαλεί την επανεμφάνιση και έξαρση της ελονοσίας σε κάποιες περιοχές.

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΑΚΟΜΗ

Τετράγωνο Άρη-Κρόνου: Δοκιμάζονται σχέσεις, αντοχές και αποφάσεις για 4 ζώδια

Ερευνητές της ομάδας Μοριακής Εντομολογίας του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ) μελέτησαν τον τρόπο με τον οποίο τα κουνούπια αναπτύσσουν εξαιρετικά υψηλά επίπεδα ανθεκτικότητας στα εντομοκτόνα.

Σε πρόσφατη εργασία που δημοσιεύθηκε στο Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), οι ερευνητές με επικεφαλής την Δρ. Λίντα Γρηγοράκη και την υποψήφια διδάκτορα Mengling Chen, χρησιμοποιώντας τεχνικές γενετικής μηχανικής, εξέτασαν ξεχωριστά διαφορετικούς μηχανισμούς ανθεκτικότητας, όπως μεταλλάξεις στους μοριακούς στόχους των εντομοκτόνων και την παραγωγή ενζύμων που διασπούν τα εντομοκτόνα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι όταν διαφορετικοί μηχανισμοί συνυπάρχουν στο ίδιο κουνούπι, η ανθεκτικότητα αυξάνεται δραματικά. Οι μηχανισμοί αυτοί δεν λειτουργούν απλώς ανεξάρτητα, αλλά αλληλοενισχύονται, με αποτέλεσμα τα κουνούπια να μπορούν να εξουδετερώνουν πλήρως τη δράση των εντομοκτόνων σε κάποιες περιπτώσεις. Η συνεργιστική δράση πιθανότατα οφείλεται στο ότι οι μεταλλαγές στόχου προσφέρουν περισσότερο χρόνο στα ένζυμα αποτοξικοποίησης να δράσουν ή/και στη δημιουργία ενζυμικών συμπλόκων αποτοξικοποίησης που διασπούν διαδοχικά τα μόρια του εντομοκτόνου απενεργοποιώντας τα πιο αποτελεσματικά.

«Πρόκειται για μια πολύ σημαντική εργασία, που διαλευκαίνει τους σύνθετους μοριακούς μηχανισμούς της ανθεκτικότητας των κουνουπιών, η οποία συνεχίζει την παράδοση του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας του ΙΤΕ στην έρευνα για τα έντομα υγειονομικής σημασίας και τις εντομομεταδιδόμενες ασθένειες» τόνισε ο Διευθυντής του ΙΜΒΒ Καθ. Γιάννης Βόντας.

Το ΙΤΕ-ΙΜΒΒ έχει αναπτύξει διεθνείς συνεργασίες και εκπαιδεύει επιστήμονες από πολλές χώρες του κόσμου σε θέματα καταπολέμησης κουνουπιών. Πρωτοπορεί στην έρευνα για την ανάπτυξη μοριακών διαγνωστικών τεχνολογιών και αποτελεσματικών βιοεντομοκτόνων, για την αντιμετώπιση της ανθεκτικότητας και την αποτελεσματική καταπολέμηση των κουνουπιών, η οποία χρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση και το Gates Foundation.

Σύνδεσμος στη δημοσίευση: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2604812123

How Mosquitoes Develop Very High Levels of Insecticide Resistance and threaten Public health

A recent study by the Institute of Molecular Biology and Biotechnology of FORTH reveals the genetic mechanisms that enhance mosquito resistance to insecticides.

Mosquito-borne diseases, including malaria and diseases caused by arboviruses such as dengue and West Nile virus (WNV), pose major public health challenges worldwide. More than 80% of the global population lives in areas at risk of mosquito transmitted diseases, and Europe is no exception, with Greece facing a significant increase in West Nile virus cases this year.  Environmental conditions influenced by climate change can further increase the risk of outbreaks by facilitating the spread of invasive mosquito vectors, extending their breeding season, and allowing mosquito populations to persist at high densities.

The prevention and control of mosquito-borne diseases rely heavily on mosquito control. Malaria has halved since 2000, and millions of lives have been saved, largely due to the use of insecticide-based interventions over the last decades. However, their extensive use has led to the selection of insecticide resistance in many mosquito populations, threatening the effectiveness of insecticides.

Researchers from the Molecular Entomology group at the Institute of Molecular Biology and Biotechnology (IMBB) of the Foundation for Research and Technology–Hellas (FORTH) in collaboration with the Liverpool School of Tropical Medicine investigated how mosquitoes can develop extremely high levels of insecticide resistance.

In a study published in the Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) researchers, with Dr. Linda Grigoraki and PhD candidate Mengling Chen as leading authors, used genetic engineering approaches to investigate the complex molecular basis of insecticide resistance. First, they introduced individual resistance mechanisms, such as mutations in insecticide’s molecular targets and detoxification enzymes, into insecticide-susceptible mosquitoes and measured the effect of each mechanism. When different resistance mechanisms were combined through genetic crosses, resistance levels increased significantly, revealing a striking synergistic effect that also occurs in mosquito populations in the field and can result in substantial loss of insecticide efficacy. Further research is underway to understand the mechanisms underlying this synergistic effect. Leading hypotheses include the possibility that target-site mutations provide more time for detoxification enzymes to act, while different detoxification enzymes may either form complexes with enhanced catalytic activity or function through sequential metabolism leading to more efficient insecticide clearance.

“This is a highly important study that sheds light on the complex genetic basis underlying the very high intensity of insecticide resistance observed in mosquitoes and continues the tradition of the Institute of Molecular Biology and Biotechnology at FORTH in research on insects of medical importance and vector-borne diseases,” emphasizes Prof. John Vontas, Director of IMBB.

FORTH-IMBB has established international collaborations and provides training to scientists from around the world in mosquito control. It is a leading center for research on the characterization of insecticide resistance, as well as the development of molecular diagnostic technologies and effective biopesticides to improve mosquito control, supported by funds from the European Union and the Gates Foundation.

Link to the publication: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2604812123