Mae malaria yn parhau i fod yn brif achos marwolaeth a salwch yn Affrica, gyda’r baich mwyaf ymhlith plant dan 5 oed. Y ffyrdd mwyaf effeithiol o atal y clefyd yw cyfryngau rheoli fector pryfleiddiad sy'n targedu mosgitos Anopheles oedolion. O ganlyniad i'r defnydd eang o'r ymyriadau hyn, mae ymwrthedd i'r dosbarthiadau mwyaf cyffredin o bryfladdwyr bellach yn gyffredin ledled Affrica. Mae deall y mecanweithiau sylfaenol sy'n arwain at y ffenoteip hwn yn hanfodol i olrhain lledaeniad ymwrthedd ac i ddatblygu offer newydd i'w oresgyn.
Yn yr astudiaeth hon, gwnaethom gymharu cyfansoddiad microbiome poblogaethau Anopheles gambiae sy'n gwrthsefyll pryfleiddiad, Anopheles cruzi, ac Anopheles arabiensis o Burkina Faso â phoblogaethau sy'n sensitif i bryfleiddiad, hefyd o Ethiopia.
Ni welsom unrhyw wahaniaethau yng nghyfansoddiad microbiota rhwng sy'n gwrthsefyll pryfleiddiad apryfleiddiad-poblogaethau agored i niwed yn Burkina Faso. Cadarnhawyd y canlyniad hwn gan astudiaethau labordy o gytrefi o ddwy wlad Burkina Faso. Mewn cyferbyniad, mewn mosgitos Anopheles arabiensis o Ethiopia, gwelwyd gwahaniaethau clir yn y cyfansoddiad microbiota rhwng y rhai a fu farw a'r rhai a oroesodd amlygiad pryfleiddiad. Er mwyn ymchwilio ymhellach i wrthwynebiad y boblogaeth Anopheles arabiensis hon, gwnaethom gyflawni dilyniant RNA a chanfod mynegiant gwahaniaethol o enynnau dadwenwyno sy'n gysylltiedig ag ymwrthedd i bryfleiddiad, yn ogystal â newidiadau mewn sianeli ïon anadlol, metabolig a synaptig.
Mae ein canlyniadau'n awgrymu y gall y microbiota mewn rhai achosion gyfrannu at ddatblygiad ymwrthedd i bryfleiddiad, yn ogystal â newidiadau trawsgrifiad.
Er bod ymwrthedd yn aml yn cael ei ddisgrifio fel cydran enetig o fector Anopheles, mae astudiaethau diweddar wedi dangos bod y microbiom yn newid mewn ymateb i amlygiad i bryfleiddiad, gan awgrymu rôl ar gyfer yr organebau hyn mewn ymwrthedd. Yn wir, mae astudiaethau o fectorau mosgito Anopheles gambiae yn Ne a Chanol America wedi dangos newidiadau sylweddol yn y microbiome epidermaidd yn dilyn dod i gysylltiad â pyrethroidau, yn ogystal â newidiadau yn y microbiome cyffredinol yn dilyn amlygiad i organoffosffadau. Yn Affrica, mae ymwrthedd pyrethroid wedi bod yn gysylltiedig â newidiadau yng nghyfansoddiad y microbiota yn Camerŵn, Kenya, a Côte d'Ivoire, tra bod Anopheles gambiae a addaswyd mewn labordy wedi dangos sifftiau yn eu microbiota yn dilyn dewis ar gyfer ymwrthedd pyrethroid . Ymhellach, dangosodd triniaeth arbrofol gyda gwrthfiotigau ac ychwanegu bacteria hysbys mewn mosgitos Anopheles arabiensis a gytrefwyd mewn labordy fwy o oddefgarwch i pyrethroidau . Gyda'i gilydd, mae'r data hyn yn awgrymu y gallai ymwrthedd pryfleiddiad fod yn gysylltiedig â'r microbiome mosgito ac y gellid manteisio ar yr agwedd hon ar ymwrthedd i bryfleiddiad ar gyfer rheoli fectorau clefydau.
Yn yr astudiaeth hon, defnyddiwyd dilyniant 16S i benderfynu a oedd y microbiota o fosgitos a wladychwyd mewn labordy ac a gasglwyd mewn maes yng Ngorllewin a Dwyrain Affrica yn wahanol rhwng y rhai a oroesodd a'r rhai a fu farw ar ôl dod i gysylltiad â'r pyrethroid deltamethrin. Yng nghyd-destun ymwrthedd i bryfleiddiad, gall cymharu microbiota o wahanol ranbarthau yn Affrica â gwahanol rywogaethau a lefelau ymwrthedd helpu i ddeall dylanwadau rhanbarthol ar gymunedau microbaidd. Roedd cytrefi labordy yn dod o Burkina Faso ac wedi'u magu mewn dau labordy Ewropeaidd gwahanol (An. coluzzii yn yr Almaen ac An. arabiensis yn y Deyrnas Unedig), roedd mosgitos o Burkina Faso yn cynrychioli tair rhywogaeth yr An. cymhleth rhywogaethau gambiae, a mosgitos o Ethiopia yn cynrychioli An. arabiensis. Yma, rydym yn dangos bod gan Anopheles arabiensis o Ethiopia lofnodion microbiota gwahanol mewn mosgitos byw a marw, tra nad oedd gan Anopheles arabiensis o Burkina Faso a dau labordy. Nod yr astudiaeth hon yw ymchwilio ymhellach i ymwrthedd i bryfleiddiad. Gwnaethom ddilyniannu RNA ar y poblogaethau Anopheles arabiensis a chanfod bod genynnau sy'n gysylltiedig ag ymwrthedd i bryfleiddiad wedi'u huwchreoleiddio, tra bod genynnau sy'n gysylltiedig â resbiradaeth yn cael eu newid yn gyffredinol. Wrth integreiddio'r data hyn ag ail boblogaeth o Ethiopia nodwyd genynnau dadwenwyno allweddol yn y rhanbarth. Datgelodd cymhariaeth bellach ag Anopheles arabiensis o Burkina Faso wahaniaethau sylweddol mewn proffiliau trawsgrifio, ond roedd yn dal i nodi pedwar genyn dadwenwyno allweddol a oedd yn cael eu gorfynegi ledled Affrica.
Yna cafodd mosgitos byw a marw o bob rhywogaeth o bob rhanbarth eu dilyniannu gan ddefnyddio dilyniant 16S a chyfrifwyd digonedd cymharol. Ni welwyd unrhyw wahaniaethau mewn amrywiaeth alffa, sy'n dangos nad oes unrhyw wahaniaethau yng nghyfoeth yr unedau tacsonomig gweithredol (OTU); fodd bynnag, roedd amrywiaeth beta yn amrywio'n sylweddol rhwng gwledydd, ac roedd termau rhyngweithio ar gyfer statws gwlad a byw/marw (PANOVA = 0.001 a 0.008, yn y drefn honno) yn nodi bod amrywiaeth yn bodoli rhwng y ffactorau hyn. Ni welwyd unrhyw wahaniaethau mewn amrywiant beta rhwng gwledydd, sy'n dangos amrywiadau tebyg rhwng grwpiau. Dangosodd plot graddio aml-amrywedd Bray-Curtis (Ffigur 2A) fod samplau wedi'u gwahanu'n bennaf yn ôl lleoliad, ond roedd rhai eithriadau nodedig. Sawl sampl o'r An. cymuned arabiensis ac un sampl o'r An. gorgyffwrdd â chymuned coluzzii â sampl o Burkina Faso, tra bod un sampl o'r An. samplau arabiensis o Burkina Faso yn gorgyffwrdd â'r An. sampl cymunedol arabiensis, a all ddangos bod y microbiota gwreiddiol wedi'i gynnal ar hap dros sawl cenhedlaeth ac ar draws rhanbarthau lluosog. Nid oedd y samplau Burkina Faso wedi'u gwahanu'n glir yn ôl rhywogaethau; roedd disgwyl y diffyg arwahanu hwn gan fod unigolion yn cael eu cronni wedyn er eu bod yn tarddu o wahanol amgylcheddau larfâu. Yn wir, mae astudiaethau wedi dangos y gall rhannu cilfach ecolegol yn ystod y cyfnod dyfrol ddylanwadu'n sylweddol ar gyfansoddiad y microbiota [50]. Yn ddiddorol, er nad oedd samplau a chymunedau mosgito Burkina Faso yn dangos unrhyw wahaniaethau mewn goroesiad neu farwolaethau mosgito ar ôl dod i gysylltiad â phryfleiddiad, roedd y samplau Ethiopia wedi'u gwahanu'n glir, sy'n awgrymu bod y cyfansoddiad microbiota yn y samplau Anopheles hyn yn gysylltiedig ag ymwrthedd pryfleiddiad. Casglwyd y samplau o'r un lleoliad, a allai esbonio'r cysylltiad cryfach.
Mae ymwrthedd i bryfleiddiaid pyrethroid yn ffenoteip cymhleth, ac er bod newidiadau mewn metaboledd a thargedau yn cael eu hastudio'n gymharol dda, dim ond dechrau archwilio newidiadau yn y microbiota y mae newidiadau. Yn yr astudiaeth hon, rydym yn dangos y gall newidiadau yn y microbiota fod yn bwysicach mewn rhai poblogaethau; rydym yn nodweddu ymwrthedd pryfleiddiad ymhellach yn Anopheles arabiensis o Bahir Dar ac yn dangos newidiadau mewn trawsgrifiadau hysbys sy'n gysylltiedig â gwrthiant, yn ogystal â newidiadau sylweddol mewn genynnau sy'n gysylltiedig â resbiradaeth a oedd hefyd yn amlwg mewn astudiaeth RNA-seq flaenorol o boblogaethau Anopheles arabiensis o Ethiopia . Gyda'i gilydd, mae'r canlyniadau hyn yn awgrymu y gall ymwrthedd pryfleiddiad yn y mosgitos hyn ddibynnu ar gyfuniad o ffactorau genetig ac anenetig, yn debygol oherwydd y gallai perthnasoedd symbiotig â bacteria cynhenid ategu diraddio pryfleiddiad mewn poblogaethau â lefelau ymwrthedd is.
Mae astudiaethau diweddar wedi cysylltu mwy o resbiradaeth ag ymwrthedd i bryfleiddiad, sy'n gyson â'r termau ontoleg cyfoethog yn Bahir Dar RNAseq a'r data Ethiopia integredig a geir yma; eto'n awgrymu bod ymwrthedd yn arwain at fwy o resbiradaeth, naill ai fel achos neu ganlyniad i'r ffenoteip hwn. Os bydd y newidiadau hyn yn arwain at wahaniaethau mewn potensial rhywogaethau ocsigen a nitrogen adweithiol, fel yr awgrymwyd yn flaenorol, gallai hyn effeithio ar gymhwysedd fector a chytrefu microbaidd trwy wrthwynebiad bacteriol gwahaniaethol i ysborion ROS gan facteria commensal hirdymor .
Mae'r data a gyflwynir yma yn darparu tystiolaeth y gall y microbiota ddylanwadu ar ymwrthedd pryfleiddiad mewn rhai amgylcheddau. Dangosasom hefyd fod An. mae mosgitos arabiensis yn Ethiopia yn arddangos newidiadau trawsgrifiad tebyg sy'n rhoi ymwrthedd i bryfleiddiad; fodd bynnag, mae nifer y genynnau sy'n cyfateb i'r rhai yn Burkina Faso yn fach. Erys sawl rhybudd ynghylch y casgliadau y daethpwyd iddynt yma ac mewn astudiaethau eraill. Yn gyntaf, mae angen dangos perthynas achosol rhwng goroesiad pyrethroid a'r microbiota gan ddefnyddio astudiaethau metabolomig neu drawsblannu microbiota. Yn ogystal, mae angen dangos dilysiad ymgeiswyr allweddol mewn poblogaethau lluosog o wahanol ranbarthau. Yn olaf, bydd cyfuno data trawsgrifio â data microbiota trwy astudiaethau ôl-drawsblannu wedi'u targedu yn darparu gwybodaeth fanylach ynghylch a yw'r microbiota yn dylanwadu'n uniongyrchol ar drawsgrifiad mosgito o ran ymwrthedd pyrethroid. Fodd bynnag, gyda’i gilydd, mae ein data’n awgrymu bod ymwrthedd yn lleol ac yn drawswladol, gan amlygu’r angen i brofi cynhyrchion pryfleiddiad newydd mewn sawl rhanbarth.
Amser post: Maw-24-2025