ПестицидУстойчивость к антибиотикам у членистоногих-переносчиков болезней, имеющих важное значение для сельского хозяйства, ветеринарии и общественного здравоохранения, представляет серьезную угрозу для глобальных программ борьбы с переносчиками заболеваний. Предыдущие исследования показали, что кровососущие членистоногие-переносчики страдают от высокой смертности при употреблении крови, содержащей ингибиторы 4-гидроксифенилпируватдиоксигеназы (HPPD, второго фермента в метаболическом пути тирозина). В данном исследовании изучалась эффективность ингибиторов HPPD в гербицидах на основе β-трикетона против трех основных видов комаров-переносчиков, включая переносчиков традиционных заболеваний, таких как малярия, новых инфекционных заболеваний, таких как лихорадка денге и вирус Зика, а также новых вирусных угроз, таких как вирус оропухе и вирус урсуту.К этим видам относились как комары, чувствительные к пиретроидам, так и комары, устойчивые к ним.
Только нитизидон (а не мезотрион, сульфадиазин или тиаметоксам) продемонстрировал значительную эффективность в борьбе с комарами при контакте кровососущих комаров с обработанными поверхностями. Не было обнаружено существенной разницы в восприимчивости к нитизидону между чувствительными к инсектицидам комарами Anopheles gambiae и штаммами комаров с множественными механизмами резистентности. Соединение продемонстрировало стабильную эффективность против всех трех протестированных видов комаров, что указывает на широкий спектр действия против основных переносчиков заболеваний.
Данное исследование демонстрирует, что нитисидон обладает новым механизмом действия, отличным от существующих классификаций Комитета по борьбе с устойчивостью к инсектицидам (IRAC), и нацелен на процесс переваривания крови. Эффективность нитисидона против устойчивых штаммов и его потенциал для интеграции с существующими мерами борьбы с переносчиками заболеваний, такими как обработанные противомоскитные сетки и распыление инсектицидов внутри помещений, делают его идеальным кандидатом для расширения стратегий профилактики и контроля малярии, лихорадки денге, заболевания, вызываемого вирусом Зика, и других новых вирусных заболеваний.
Интересно, что стандартные биотесты Всемирной организации здравоохранения используют только комаров, питавшихся сахаром, для проверки дискриминантных концентраций инсектицидов, которые могут быть нелетальными для кровососущих комаров.[38] Это подчеркивает важность учета потенциальных различий в эффективных дозах между кровососущими и некровососущими комарами, которые могут влиять на остаточную эффективность и развитие резистентности. Хотя дискриминантные дозы (ДД) обычно определяются на основе значений LD99 для кровососущих комаров, различия в физиологии насекомых могут влиять на их восприимчивость, и поэтому тестирование только кровососущих комаров может не в полной мере отражать диапазон уровней резистентности.
В данном исследовании изучалась эффективность трех видов комаров — Anopheles gambiae, Aedes aegypti и Culex quinquefasciatus — в тесте на кровососание, имитирующем посадку комара на стену и служащем мишенью для обработки помещений инсектицидами длительного действия (ИРД). Все самки комаров погибали при контакте с поверхностями, покрытыми нитизидоном, но не с другими ингибиторами β-трикетона HPPD. Использование поглощения ингибиторов HPPD лапками комаров представляет собой многообещающую стратегию для преодоления устойчивости к инсектицидам и улучшения борьбы с переносчиками заболеваний. Данное исследование подтверждает необходимость дальнейших исследований и разработок нитисидона для обработки помещений инсектицидами длительного действия в качестве альтернативы существующим инсектицидным спреям.
Были сопоставлены три метода оценки эффективности нитисидона в качестве наружного инсектицида. Различия анализировались между тестами с использованием местного нанесения, нанесения на лапки насекомых и нанесения в бутылку, а также методом нанесения, способом доставки инсектицида и временем воздействия.
Однако, несмотря на разницу в показателях смертности между Новым Орлеаном и Мухзой при самой высокой дозе, все остальные концентрации оказались более эффективными в Новом Орлеане (восприимчивые), чем в Мухзе (резистентные) через 24 часа.
Для изучения инновационных стратегий борьбы с переносчиками заболеваний перспективным подходом к поиску новых инсектицидных соединений является расширение исследований за пределы традиционных мишеней нервной системы и генов детоксикации, включая механизмы кровососания насекомых. Предыдущие исследования показали, что нитизидон токсичен после попадания в организм кровососущих насекомых или после всасывания через эпидермис при местном применении (с использованием растворителя).
Интеграция данных, полученных с помощью нескольких методов обнаружения, может повысить надежность оценки эффективности инсектицидов. Однако следует отметить, что из трех рассмотренных методов метод местного применения наименее репрезентативен для реальных полевых условий. Прямое нанесение инсектицидов на грудную клетку комаров с использованием водного раствора не имитирует типичное воздействие на Anopheles gambiae sl. [47], хотя оно может дать приблизительное представление о восприимчивости Anopheles к конкретному соединению. Хотя методы с использованием стеклянной пластины и бутылки измеряют биоактивность через контакт с лапками, их результаты не являются напрямую сопоставимыми. Различия во времени воздействия и площади покрытия могут существенно влиять на смертность, наблюдаемую при каждом методе обнаружения; поэтому выбор подходящего метода обнаружения имеет решающее значение для точной оценки эффективности инсектицидов.
Распыление инсектицидов с остаточным эффектом (РИА) использует поведение комаров в состоянии покоя после кормления, заставляя их проглатывать инсектициды при контакте с обработанными поверхностями. Разложение инсектицида, недостаточное покрытие распылением и обращение с обработанными поверхностями (например, мытье стен после обработки) могут значительно снизить эффективность РИА. Эти проблемы приводят к двум трудностям: (1) комары могут выживать при воздействии нелетальных доз; и (2) хотя резистентность в основном обусловлена летальным отбором, повторное воздействие сублетальных доз может способствовать эволюции резистентности, позволяя некоторым резистентным особям выживать и поддерживая аллели, связанные со сниженной восприимчивостью [54]. Поскольку мы использовали кровососущих комаров вместо стандартных для промышленности комаров, питающихся сахаром, прямое сравнение с ранее опубликованными данными было невозможно. Однако сравнение дискриминантной дозы (ДД) и формы кривой доза-ответ нитисидона с данными для других соединений [47] обнадеживает. Дискриминантная доза сочетает фиксированное время воздействия и количество инсектицида, нанесенного на флакон, при этом количество адсорбированного соединения зависит от фактического времени контакта на лапе. На основании этих результатов нитизидон более эффективен, чем тиаметоксам, спиносад, мефеноксам и динотефуран [47], что делает его идеальным кандидатом для новых инсектицидных составов для помещений, требующих дальнейшей оптимизации. Учитывая наклон кривой доза-эффект (который был аппроксимирован путем расчета наклонов LC95 и LC50 на рисунке 3), нитизидон имел самую крутую кривую, что указывает на его высокую эффективность. Это согласуется с предыдущими исследованиями нитизидона при кровососании и местными тестами на другом двукрылом переносчике, мухе цеце (Glossina morsitans morsitans) [26]. Мы кратко проверили эффективность нитисидона (с помощью теста на стеклянной пластине), подвергнув комаров Кису (рисунок S1A) или комаров Нового Орлеана (рисунок S1B) воздействию нитисидона перед кормлением. Нитисидон оставался эффективным на лапках, имитируя сценарий посадки комаров на стену, обработанную нитисидоном перед кормлением, что требует дальнейшего исследования. Эффективность нитисидона (и других ингибиторов HPPD) на лапках может быть повышена за счет комбинации с адъювантами, такими как метиловый эфир рапса (RME), как описано для других инсектицидов [44, 55]. Проверив воздействие RME на *Gnaphalium affine* перед кормлением (рисунок S2), мы обнаружили, что при концентрации 5 мг/м² комбинация с адъювантами, такими как RME, значительно увеличивает смертность комаров.
Кинетика уничтожения комаров неформулированным нитизидоном в различных устойчивых штаммах представляет интерес. Более медленная смертность штамма VK7 2014 может быть обусловлена утолщением эпидермиса, сниженным потреблением крови или ускоренным перевариванием крови — факторами, которые мы не исследовали. Нитизидон показал низкую токсичность для устойчивого штамма комаров Culex muheza, что указывает на необходимость дальнейших исследований при более высоких концентрациях (от 25 до 125 мг/м²). Кроме того, подобно Culex, комары Aedes менее чувствительны к нитизидону, чем Anopheles, что может указывать на физиологические различия между двумя видами с точки зрения потребления крови и скорости переваривания [27]. Эти различия подчеркивают важность понимания видоспецифических характеристик при оценке инсектицидов, активируемых кровью. Несмотря на свою зависимость от крови и замедленное действие, нитизидон может иметь практическое значение, поскольку он может действовать до того, как комары отложат яйца или снизят их общую плодовитость. Благодаря своему уникальному механизму действия, направленному на путь деградации тирозина путем ингибирования 4-гидроксифенилпируватдиоксигеназы (HPPD), нитизидон перспективен в качестве части комплексной стратегии борьбы с переносчиками заболеваний. Однако необходимо учитывать возможность развития лекарственной устойчивости вследствие мутаций в целевом участке или метаболических адаптаций, и в настоящее время проводятся дальнейшие исследования для изучения этих механизмов.
Наши результаты показывают, что нитисидон убивает кровососущих комаров посредством контакта с лапами, механизм, не наблюдаемый при применении мезотриона, сульфадиазина и тиаметоксама. Этот эффект уничтожения не зависит от штаммов комаров, чувствительных или высокоустойчивых к другим классам инсектицидов, включая пиретроиды, органохлориды и потенциальные карбаматы. Кроме того, эффективность эпидермального всасывания нитисидона не ограничивается видами Anopheles; это подтверждается его эффективностью против Culex pipiens pallens и Aedes aegypti. Наши данные подтверждают необходимость дальнейших исследований для оптимизации всасывания нитисидона, например, путем химического усиления эпидермального всасывания или использования адъювантов. Благодаря своему уникальному механизму действия нитисидон эффективно использует кровососущее поведение самок комаров. Это делает его идеальным кандидатом для инновационных инсектицидных спреев для помещений и противомоскитных сеток с длительным инсектицидным действием, особенно в районах, где традиционные методы борьбы с комарами ослаблены быстрым распространением устойчивости к пиретроидам.
Дата публикации: 23 декабря 2025 г.