Torjunta-aineTauteja levittävien niveljalkaisten vastustuskyky, joka on tärkeää maataloudelle, eläinlääketieteelle ja kansanterveydelle, on vakava uhka maailmanlaajuisille vektorien torjuntaohjelmille. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että verta imevät niveljalkaiset kärsivät korkeasta kuolleisuudesta niellessään verta, joka sisältää 4-hydroksifenyylipyruvaattidioksigenaasin (HPPD, tyrosiinimetaboliareitin toinen entsyymi) estäjiä. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin β-triketoni-rikkakasvien torjunta-aineiden HPPD-estäjien tehoa kolmea tärkeintä hyttysvektorilajia vastaan, mukaan lukien perinteisiä tauteja, kuten malariaa, uusien tartuntatautien, kuten denguekuumeen ja Zika-viruksen, sekä uusien virusuhkien, kuten oropuche-viruksen ja ursutu-viruksen, levittäjät.Näihin lajeihin kuului sekä pyretroideille herkkiä että pyretroideille vastustuskykyisiä hyttysiä.
Vain nitisidonilla (ei mesotrionilla, sulfadiatsiinilla tai tiametoksaamilla) oli merkittävää hyttysten torjunta-ainetta, kun verta imevät hyttyset joutuivat kosketuksiin käsiteltyjen pintojen kanssa. Hyönteismyrkkyherkkien Anopheles gambiae -hyttysten ja useita resistenssimekanismeja omaavien hyttyskantojen välillä ei havaittu merkittävää eroa nitisidonin herkkyydessä. Yhdiste osoitti johdonmukaista tehoa kaikkia kolmea testattua hyttyslajia vastaan, mikä viittaa laajakirjoiseen tehoon tärkeimpiä tautivektoreita vastaan.
Tämä tutkimus osoittaa, että nitisidonilla on uudenlainen vaikutusmekanismi, joka eroaa olemassa olevista hyönteismyrkkyresistanssia käsittelevän komitean (IRAC) luokituksista ja kohdistuu veren sulatusprosessiin. Nitisidonin teho resistenttejä kantoja vastaan ja sen potentiaali integroida olemassa oleviin vektorien torjuntamenetelmiin, kuten käsiteltyihin hyttysverkkoihin ja sisätiloissa käytettäviin hyönteismyrkkyihin, tekevät siitä ihanteellisen ehdokkaan malarian, denguekuumeen, zikavirustaudin ja muiden uusien virustautien ehkäisy- ja torjuntastrategioiden laajentamiseen.
Mielenkiintoista kyllä, Maailman terveysjärjestön (WHO) tavanomaisissa biomäärityksissä käytetään vain sokerilla ruokittuja hyttysiä testatakseen hyönteismyrkkyjen erottelupitoisuuksia, jotka eivät välttämättä ole tappavia verta imeville hyttysille.[38] Tämä korostaa, että on tärkeää ottaa huomioon mahdolliset erot tehokkaissa annoksissa verta imevien ja ei-verta imevien hyttysten välillä, mikä voi vaikuttaa jäännöstehoon ja resistenssin kehittymiseen. Vaikka erottelijaannokset (DD) määritetään tyypillisesti verta imevien hyttysten LD99-arvojen perusteella, hyönteisten fysiologian erot voivat vaikuttaa niiden herkkyyteen, joten pelkästään verta imevien hyttysten testaaminen ei välttämättä täysin heijasta resistenssitasojen vaihteluväliä.
Tämä tutkimus keskittyi kolmen hyttyslajin – Anopheles gambiaen, Aedes aegyptin ja Culex quinquefasciatuksen – tehokkuuteen verenimutestissä, joka simuloi hyttysen laskeutumista seinälle ja toimii kohteena sisätiloissa tehtävälle pitkävaikutteiselle hyönteismyrkkykäsittelylle. Kaikki naarashyttyset kuolivat jouduttuaan kosketuksiin nitisidonilla päällystettyjein pintoin, mutta eivät muiden HPPD β-triketoni-estäjien kanssa. HPPD-estäjien imeytymisen hyödyntäminen hyttysten jaloissa on lupaava strategia hyönteismyrkkyresistenssin voittamiseksi ja vektorien torjunnan parantamiseksi. Tämä tutkimus tukee tarvetta jatkaa nitisidonin tutkimusta ja kehittämistä sisätiloissa tapahtuvaan pitkävaikutteiseen hyönteismyrkkykäsittelyyn vaihtoehtona olemassa oleville hyönteismyrkkyille.
Vertailtiin kolmea menetelmää nitisidonin tehon arvioimiseksi ulkoisena hyönteismyrkkynä. Eroja analysoitiin paikallisesti, hyönteisen jalalle ja pulloon levitettyjen testien välillä sekä levitystapaa, hyönteismyrkyn annostelutapaa ja altistusaikaa.
Huolimatta New Orleansin ja Mukhzan kuolleisuuslukujen eroista suurimmalla annoksella, kaikki muut pitoisuudet olivat tehokkaampia New Orleansissa (herkkä) kuin Mukhzassa (resistentti) 24 tunnin kuluttua.
Innovatiivisten vektorien torjuntastrategioiden tutkimiseksi lupaava lähestymistapa uusien hyönteismyrkkyjen löytämiseksi on laajentaa tutkimusta perinteisten hermoston ja vieroitusgeenien kohteiden ulkopuolelle kattamaan hyönteisten verenimumekanismit. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että nitisidoni on myrkyllistä verta imevien hyönteisten nauttimana tai epidermaalisen imeytymisen jälkeen paikallisen käytön (liuotinta käyttäen) jälkeen.
Useista havaitsemismenetelmistä saatujen tietojen integrointi voi parantaa hyönteismyrkkyjen tehokkuusarviointien luotettavuutta. On kuitenkin huomattava, että tarkastelluista kolmesta menetelmästä paikallisesti käytetty menetelmä edustaa vähiten todellisia kenttäolosuhteita. Hyönteismyrkkyjen suora levittäminen hyttysten rintakehään vesiliuoksella ei jäljittele tyypillistä altistumista Anopheles gambiae sl.:lle [47], vaikka se voi antaa likimääräisen kuvan Anophelesin herkkyydestä tietylle yhdisteelle. Vaikka sekä lasilevy- että pullomenetelmät mittaavat bioaktiivisuutta jalkakontaktin kautta, niiden tulokset eivät ole suoraan vertailukelpoisia. Altistusajan ja pinta-alan erot voivat vaikuttaa merkittävästi kullakin havaitsemismenetelmällä havaittuun kuolleisuuteen; siksi sopivan havaitsemismenetelmän valinta on ratkaisevan tärkeää hyönteismyrkkyjen tehon tarkalle arvioinnille.
Jäännösvaikutteinen hyönteismyrkky (RIA) hyödyntää hyttysten ruokailun jälkeistä lepokäyttäytymistä, jolloin ne nielevät hyönteismyrkkyjä joutuessaan kosketuksiin käsiteltyjen pintojen kanssa. Hyönteismyrkyn hajoaminen, riittämätön ruiskutuspeitto ja käsiteltyjen pintojen käsittely (esim. seinien pesu käsittelyn jälkeen) voivat vähentää merkittävästi RIA:n tehokkuutta. Nämä ongelmat johtavat kahteen vaikeuteen: (1) hyttyset voivat selviytyä altistumisesta ei-tappaville annoksille; ja (2) vaikka resistenssi johtuu pääasiassa letaalisesta valinnasta, toistuva altistuminen subletaaleille annoksille voi edistää resistenssin kehittymistä sallimalla joidenkin resistenttien yksilöiden selviytymisen ja säilyttämällä alleelit, jotka liittyvät alentuneeseen alttiuteen [54]. Koska käytimme verta imeviä hyttysiä alan standardin mukaisten sokeria imevien hyttysten sijaan, suora vertailu aiemmin julkaistuihin tietoihin ei ollut mahdollista. Nitisidonin erottelevan annoksen (DD) ja annos-vastekäyrän muodon vertailu muiden yhdisteiden tietoihin [47] on kuitenkin rohkaisevaa. Erotteleva annos yhdistää kiinteän altistusajan ja pulloon levitetyn hyönteismyrkkymäärän, ja adsorboituneen yhdisteen määrä riippuu todellisesta kosketusajasta tassulla. Näiden tulosten perusteella nitisidoni on voimakkaampi kuin tiametoksaami, spinosadi, mefenoksami ja dinotefuraani [47], mikä tekee siitä ihanteellisen ehdokkaan uusiin sisätiloissa käytettäviin hyönteismyrkkyformulaatioihin, jotka vaativat lisäoptimointia. Kun otetaan huomioon annos-vastekäyrän kulmakerroin (joka approksimoitiin laskemalla LC95- ja LC50-kulmakertoimet kuvassa 3), nitisidonilla oli jyrkin käyrä, mikä osoittaa sen korkeaa tehokkuutta. Tämä on yhdenmukaista aiempien nitisidonin verensyöttötutkimuksissa ja paikallisissa testeissä toisella kaksisiipiväisellä, tsetsekärpäsellä (Glossina morsitans morsitans) [26]. Testasimme lyhyesti nitisidonin tehoa (lasilevytestillä) altistamalla Kissou-hyttysiä (kuva S1A) tai New Orleansin hyttysiä (kuva S1B) nitisidonille ennen ruokailua. Nitisidoni pysyi tehokkaana jaloissa, simuloiden tilannetta, jossa hyttyset laskeutuvat nitisidonilla käsitellylle seinälle ennen ruokailua, mikä vaatii lisätutkimuksia. Nitisidonin (ja muiden HPPD-estäjien) tehoa jalkoihin voidaan parantaa yhdistämällä se adjuvantteihin, kuten rapsin metyyliesteriin (RME), kuten muidenkin hyönteismyrkkyjen kohdalla on kuvattu [44, 55]. Testaamalla RME:n vaikutuksia *Gnaphalium affine* -hyönteisiin ennen ruokintaa (kuva S2) havaitsimme, että 5 mg/m²:n pitoisuudella yhdistelmä adjuvanttien, kuten RME:n, kanssa lisäsi merkittävästi hyttysten kuolleisuutta.
Hyttysten tappamiskinetiikka muodostamattomalla nitisidonilla eri resistenteissä kannoissa on kiinnostavaa. VK7 2014 -kannan hitaampi kuolleisuus voi johtua paksuuntuneesta epidermiksestä, vähentyneestä verenkulutuksesta tai kiihtyneestä veren sulamisesta – tekijöitä, joita emme tutkineet. Nitisidonin myrkyllisyys resistentille Culex muheza -hyttyskannalle oli vähäistä, mikä viittaa lisätutkimusten tarpeeseen suuremmilla pitoisuuksilla (25–125 mg/m²). Lisäksi, kuten Culex, Aedes-hyttyset ovat vähemmän herkkiä nitisidonille kuin Anopheles-hyttyset, mikä voi viitata fysiologisiin eroihin näiden kahden lajin välillä verenkulutuksen ja sulamisnopeuden suhteen [27]. Nämä erot korostavat lajikohtaisten ominaisuuksien ymmärtämisen tärkeyttä verestä aktivoituvia hyönteismyrkkyjä arvioitaessa. Verestä riippuvaisesta ja viivästyneestä vaikutuksestaan huolimatta nitisidonilla voi olla käytännön arvoa, koska se voi toimia ennen kuin hyttyset munivat tai vähentää niiden yleistä hedelmällisyyttä. Ainutlaatuisen vaikutusmekanisminsa ansiosta, joka kohdistuu tyrosiinin hajoamisreittiin estämällä 4-hydroksifenyylipyruvaattidioksigenaasia (HPPD), nitisidoni on lupaava osa kattavaa vektorien torjuntastrategiaa. Lääkeresistenssin kehittymisen mahdollisuus kohdealueen mutaatioiden tai aineenvaihdunnallisten sopeutumien vuoksi on kuitenkin otettava huomioon, ja näiden mekanismien selvittämiseksi tehdään parhaillaan lisätutkimuksia.
Tuloksemme osoittavat, että nitisidoni tappaa verta imevät hyttyset jalkojen kosketuksen kautta, mitä mekanismia ei ole havaittu mesotrionilla, sulfadiatsiinilla ja tiametoksaamilla. Tämä tappava vaikutus ei tee eroa hyttyskantojen välillä, jotka ovat herkkiä tai erittäin vastustuskykyisiä muille hyönteismyrkkyluokille, kuten pyretroideille, organoklorideille ja mahdollisille karbamaateille. Lisäksi nitisidonin imeytymistehokkuus epidermaalisesti ei rajoitu Anopheles-lajeihin; tämän vahvistaa sen teho Culex pipiens pallensia ja Aedes aegyptiä vastaan. Tietomme tukevat lisätutkimusten tarvetta nitisidonin imeytymisen optimoimiseksi esimerkiksi parantamalla kemiallisesti imeytymistä epidermaalisesti tai käyttämällä adjuvantteja. Ainutlaatuisen vaikutusmekanisminsa ansiosta nitisidoni hyödyntää tehokkaasti naarashyttysten verenimukykyä. Tämä tekee siitä ihanteellisen ehdokkaan innovatiivisiin sisätilojen hyönteismyrkkyihin ja hyttysverkkoihin, joilla on pitkäaikainen hyönteismyrkkyvaikutus, erityisesti alueilla, joilla perinteiset hyttysten torjuntamenetelmät ovat heikentyneet pyretroidiresistenssin nopean leviämisen vuoksi.
Julkaisun aika: 23.12.2025