ПестицидРезистентність членистоногих, що переносять хвороби, що є важливим для сільського господарства, ветеринарії та охорони здоров'я, становить серйозну загрозу для глобальних програм боротьби з переносниками інфекцій. Попередні дослідження показали, що кровоссальні членистоногі переносники страждають від високої смертності при ковтанні крові, що містить інгібітори 4-гідроксифенілпіруватдіоксигенази (HPPD, другого ферменту в метаболічному шляху тирозину). У цьому дослідженні вивчали ефективність інгібіторів HPPD у β-трикетонових гербіцидах проти трьох основних видів комарів-переносників, включаючи тих, що переносять традиційні захворювання, такі як малярія, нові інфекційні захворювання, такі як лихоманка денге та вірус Зіка, а також нові вірусні загрози, такі як вірус оропуче та вірус урсуту.Ці види включали як чутливих до піретроїдів, так і піретроїдостійких комарів.
Тільки нітисидон (не мезотріон, сульфадіазин або тіаметоксам) продемонстрував значну активність у боротьбі з комарами, коли кровоссальні комарі контактували з обробленими поверхнями. Не було виявлено суттєвої різниці в чутливості до нітисидону між чутливими до інсектицидів комарами Anopheles gambiae та штамами комарів з множинними механізмами резистентності. Сполука продемонструвала стабільну ефективність проти всіх трьох протестованих видів комарів, що свідчить про широкий спектр активності проти основних переносників хвороб.
Це дослідження демонструє, що нітизидон має новий механізм дії, відмінний від існуючих класифікацій Комітету дій щодо стійкості до інсектицидів (IRAC), спрямований на процес травлення крові. Ефективність нітизидону проти стійких штамів та його потенціал для інтеграції з існуючими заходами боротьби з переносниками, такими як оброблені москітні сітки та обприскування інсектицидами в приміщеннях, роблять його ідеальним кандидатом для розширення стратегій профілактики та контролю малярії, лихоманки денге, хвороби, спричиненої вірусом Зіка, та інших нових вірусних захворювань.
Цікаво, що стандартні біотести Всесвітньої організації охорони здоров'я використовують лише комарів, яких годують цукром, для тестування дискримінантних концентрацій інсектицидів, які можуть бути нелетальними для кровоссальних комарів.[38] Це підкреслює важливість врахування потенційних відмінностей в ефективних дозах між кровоссальними та некровоссальними комарами, що може впливати на залишкову ефективність та розвиток резистентності. Хоча дискримінантні дози (ДД) зазвичай визначаються на основі значень LD99 для кровоссальних комарів, відмінності у фізіології комах можуть впливати на їхню сприйнятливість, і тому тестування лише кровоссальних комарів може не повністю відображати діапазон рівнів резистентності.
Це дослідження було зосереджено на ефективності трьох видів комарів — Anopheles gambiae, Aedes aegypti та Culex quinquefasciatus — у тесті на кровосмоктання, який імітує посадку комара на стіну та служить мішенню для обробки приміщень інсектицидами тривалої дії (IRS). Усі самки комарів були вбиті при контакті з поверхнями, покритими нітизидоном, але не з іншими інгібіторами β-трикетонів HPPD. Використання поглинання інгібіторів HPPD лапками комарів є перспективною стратегією подолання стійкості до інсектицидів та покращення боротьби з переносниками. Це дослідження підтверджує необхідність подальших досліджень та розробок нітизидону для обробки приміщень інсектицидами тривалої дії як альтернативи існуючим інсектицидним спреям.
Було порівняно три методи оцінки ефективності нітизидону як зовнішнього інсектициду. Було проаналізовано відмінності між тестами з використанням місцевого застосування, застосування на лапках комах та застосування у пляшках, а також метод застосування, спосіб доставки інсектициду та час експозиції.
Однак, незважаючи на різницю в рівнях смертності між Новим Орлеаном та Мухзою при найвищій дозі, всі інші концентрації були ефективнішими в Новому Орлеані (чутливі), ніж у Мухзі (резистентні) через 24 години.
Для вивчення інноваційних стратегій боротьби з переносниками інфекцій перспективним підходом до відкриття нових інсектицидних сполук є розширення досліджень за межі традиційних мішеней нервової системи та генів детоксикації, включаючи механізми кровосисання комах. Попередні дослідження показали, що нітизидон є токсичним після потрапляння в організм кровоссальних комах або після епідермального всмоктування після місцевого застосування (з використанням розчинника).
Інтеграція даних, отриманих з кількох методів виявлення, може підвищити надійність оцінки ефективності інсектицидів. Однак слід зазначити, що з трьох розглянутих методів метод місцевого застосування є найменш репрезентативним для реальних польових умов. Безпосереднє нанесення інсектицидів на грудну клітку комарів за допомогою водного розчину не імітує типовий вплив Anopheles gambiae sl. [47], хоча може дати приблизне уявлення про чутливість Anopheles до певної сполуки. Хоча як метод скляної пластини, так і метод пляшки вимірюють біоактивність через контакт ніг, їхні результати не можна безпосередньо порівнювати. Різниця в часі впливу та покритті поверхні може суттєво впливати на смертність, що спостерігається при кожному методі виявлення; тому вибір відповідного методу виявлення має вирішальне значення для точної оцінки ефективності інсектицидів.
Розпилення інсектицидами залишкової дії (ЗДД) використовує поведінку комарів у стані спокою після годування, змушуючи їх ковтати інсектициди при контакті з обробленими поверхнями. Розкладання інсектицидів, недостатнє покриття обприскуванням та обробка оброблених поверхонь (наприклад, миття стін після обробки) можуть значно знизити ефективність ЗДД. Ці проблеми призводять до двох труднощів: (1) комарі можуть пережити вплив нелетальних доз; та (2) хоча стійкість в основному зумовлена летальним відбором, повторний вплив сублетальних доз може сприяти еволюції стійкості, дозволяючи деяким стійким особинам вижити та зберігаючи алелі, пов'язані зі зниженою сприйнятливістю [54]. Оскільки ми використовували комарів, що харчуються кров'ю, замість стандартних комарів, що харчуються цукром, пряме порівняння з раніше опублікованими даними було неможливим. Однак порівняння дискримінантної дози (ДД) та форми кривої доза-відповідь нітизидону з даними для інших сполук [47] є обнадійливим. Дискримінантна доза поєднує фіксований час експозиції та кількість інсектициду, нанесеного на флакон, причому кількість адсорбованої сполуки залежить від фактичного часу контакту на лапі. Виходячи з цих результатів, нітизидон є потужнішим за тіаметоксам, спіносад, мефеноксам та динотефуран [47], що робить його ідеальним кандидатом для нових рецептур інсектицидів для приміщень, які потребують подальшої оптимізації. Враховуючи нахил кривої доза-відповідь (який був апроксимований шляхом розрахунку нахилів LC95 та LC50 на рисунку 3), нітизидон мав найкрутішу криву, що вказує на його високу ефективність. Це узгоджується з попередніми дослідженнями нітизидону в кровохарканні та місцевими тестами на іншому двокрилому переноснику, мусі цеце (Glossina morsitans morsitans) [26]. Ми коротко перевірили ефективність нітизидону (за допомогою тесту зі скляною пластинкою), піддаючи нітизидону комарів Кіссу (рисунок S1A) або комарів Нового Орлеана (рисунок S1B) перед годуванням. Нітизидон залишався ефективним на лапах, імітуючи сценарій посадки комарів на стіну, оброблену нітизидоном перед годуванням, що вимагає подальшого дослідження. Ефективність нітизидону (та інших інгібіторів HPPD) на лапах може бути посилена шляхом поєднання з ад'ювантами, такими як метиловий естер ріпаку (RME), як описано для інших інсектицидів [44, 55]. Тестуючи вплив RME на *Gnaphalium affine* перед годуванням (Рисунок S2), ми виявили, що при концентрації 5 мг/м² поєднання з ад'ювантами, такими як RME, значно збільшує смертність комарів.
Кінетика знищення комарів неформульованим нітизидоном у різних резистентних штамах представляє інтерес. Повільніша смертність штаму VK7 2014 може бути пов'язана з потовщенням епідермісу, зниженням споживання крові або прискореним травленням крові — факторами, які ми не досліджували. Нітизидон продемонстрував низьку токсичність для резистентного штаму комарів Culex muheza, що свідчить про необхідність подальших досліджень у вищих концентраціях (від 25 до 125 мг/м²). Крім того, подібно до Culex, комарі Aedes менш чутливі до нітизидону, ніж Anopheles, що може свідчити про фізіологічні відмінності між двома видами з точки зору споживання крові та швидкості травлення [27]. Ці відмінності підкреслюють важливість розуміння видоспецифічних характеристик при оцінці інсектицидів, що активуються кров'ю. Незважаючи на свою кровозалежну та уповільнену дію, нітизидон може мати практичну цінність, оскільки він може діяти до того, як комарі відкладуть яйця, або знижувати їх загальну плодючість. Завдяки своєму унікальному механізму дії, спрямованому на шлях деградації тирозину шляхом інгібування 4-гідроксифенілпіруватдіоксигенази (HPPD), нітизидон є перспективним як частина комплексної стратегії боротьби з переносниками. Однак, необхідно враховувати можливість розвитку лікарської стійкості через мутації в цільовій ділянці або метаболічні адаптації, і наразі тривають подальші дослідження для вивчення цих механізмів.
Наші результати показують, що нітизидон вбиває кровосисних комарів через контакт ніг, механізм, який не спостерігається з мезотріоном, сульфадіазином та тіаметоксамом. Цей ефект знищення не розрізняє штами комарів, чутливі або високостійкі до інших класів інсектицидів, включаючи піретроїди, органохлориди та потенційні карбамати. Крім того, ефективність епідермального поглинання нітизидону не обмежується видами Anopheles; це підтверджується його ефективністю проти Culex pipiens pallens та Aedes aegypti. Наші дані підтверджують необхідність подальших досліджень для оптимізації поглинання нітизидону, наприклад, шляхом хімічного посилення епідермального поглинання або використання ад'ювантів. Завдяки своєму унікальному механізму дії, нітизидон ефективно використовує кровосмоктальну поведінку самок комарів. Це робить його ідеальним кандидатом для інноваційних інсектицидних спреїв для приміщень та москітних сіток з тривалою інсектицидною дією, особливо в районах, де традиційні методи боротьби з комарами ослаблені швидким поширенням стійкості до піретроїдів.
Час публікації: 23 грудня 2025 р.