Boj proti infekčným chorobám je pretekmi s evolúciou. Baktérie si vytvárajú odolnosť voči antibiotikám a vírusy sa neustále vyvíjajú, aby sa šírili rýchlejšie. Choroby prenášané hmyzom predstavujú ďalšie evolučné bojisko: samotný hmyz si vytvára odolnosť voči jedom, ktoré ľudia používajú na jeho ničenie.
Najmä malária prenášaná komármi zabije ročne viac ako 600 000 ľudí. Od druhej svetovej vojnyinsekticídy—chemické zbrane určené na ničenie komárov rodu Anopheles infikovaných parazitom malárie — sa používajú na boj proti malárii.
Komáre si však rýchlo vyvinú stratégie, ako ich predať.insekticídy neúčinné..., čím vystavuje milióny ľudí zvýšenému riziku smrteľných infekcií. Moja nedávno publikovaná štúdia, ktorú som vykonala s kolegami, vysvetľuje prečo.
Ako evolučný genetik študujem prirodzený výber – základ adaptívnej evolúcie. Genetické variácie, ktoré sú najprospešnejšie pre prežitie, nahrádzajú tie, ktoré sú nevýhodné, čo vedie k zmenám druhov. Evolučné schopnosti komára rodu Anopheles sú skutočne ohromujúce.
V polovici 90. rokov 20. storočia bola väčšina komárov rodu Anopheles v Afrike citlivá na pyretroidné insekticídy, pôvodne odvodené z chryzantém. Kontrola komárov sa spoliehala predovšetkým na dve metódy na báze pyretroidov: moskytiéry ošetrené insekticídmi na ochranu spiacich komárov a zvyškové insekticídne postreky na steny budov. Len tieto dve metódy pravdepodobne zabránili viac ako 500 miliónom prípadov malárie v rokoch 2000 až 2015.
Komáre od Ghany po Malawi si však v súčasnosti často vytvárajú rezistenciu voči pesticídom v koncentráciách 10-krát vyšších, ako bola predtým smrteľná dávka. Okrem opatrení na kontrolu komárov rodu Anopheles môžu poľnohospodárske činnosti neúmyselne vystaviť komáre pyretroidným insekticídom, čo ešte viac zhoršuje ich odolnosť.
V niektorých častiach Afriky si komáre rodu Anopheles vyvinuli odolnosť voči štyrom triedam insekticídov používaných na kontrolu malárie.
Komáre rodu Anopheles a parazity malárie sa vyskytujú aj mimo Afriky, kde je výskum rezistencie voči pesticídom menej bežný.
Vo veľkej časti Južnej Ameriky je primárnym prenášačom malárie komár Anopheles darlingi. Tento komár sa od prenášačov malárie v Afrike natoľko líši, že môže patriť do iného rodu – Nyssorhynchus. Spolu s kolegami z ôsmich krajín som analyzoval genómy viac ako 1 000 komárov Anopheles darlingi, aby som pochopil ich genetickú rozmanitosť vrátane akýchkoľvek zmien spôsobených nedávnou ľudskou činnosťou. Moji kolegovia zozbierali tieto komáre zo 16 lokalít na rozsiahlom území, ktoré sa tiahne od atlantického pobrežia Brazílie až po tichomorské pobrežie Ánd v Kolumbii.
Zistili sme, že podobne ako jeho africkí príbuzní, aj *Anopheles darlingi* vykazuje extrémne vysokú genetickú diverzitu – viac ako 20-krát vyššiu ako ľudská – čo naznačuje veľmi veľkú populáciu. Druhy s takým veľkým genofondom sú dobre prispôsobené novým výzvam. Keď je populácia taká veľká, zvyšuje sa pravdepodobnosť vzniku vhodných mutácií, ktoré poskytujú požadovanú výhodu. Akonáhle sa táto mutácia začne šíriť, vďaka početnej výhode ani náhodná smrť niekoľkých komárov nepovedie k jej úplnému vyhynutiu.
Naproti tomu orol bielohlavý, pôvodom zo Spojených štátov, si nikdy nevyvinul rezistenciu voči insekticídu DDT a nakoniec čelil vyhynutiu. Evolučná účinnosť miliónov hmyzu ďaleko prevyšuje účinnosť len niekoľkých tisíc vtákov. V skutočnosti sme za posledných niekoľko desaťročí pozorovali známky adaptívnej evolúcie v génoch spojených s rezistenciou voči liekom u komárov Anopheles darlingi.
Pyretroidy a DDT, okrem iných insekticídov, pôsobia na rovnaký molekulárny cieľ: iónové kanály, ktoré sa môžu otvárať a zatvárať v nervových bunkách. Keď sú tieto kanály otvorené, nervové bunky stimulujú iné bunky. Insekticídy nútia tieto kanály zostať otvorené a pokračovať v prenose impulzov, čo vedie k paralýze a smrti hmyzu. Hmyz si však môže vyvinúť rezistenciu zmenou tvaru samotných kanálov.
Predchádzajúce genetické štúdie iných vedcov, ako aj naša štúdia, tento typ rezistencie u komára Anopheles darlingi nenašli. Namiesto toho sme zistili, že rezistencia sa vyvíja iným spôsobom: prostredníctvom súboru génov kódujúcich enzýmy, ktoré rozkladajú toxické zlúčeniny. Vysoká aktivita týchto enzýmov, známych ako P450, je často zodpovedná za rozvoj rezistencie voči pesticídom u iných komárov. Od začiatku používania pesticídov v polovici 20. storočia sa tá istá sada génov P450 v Južnej Amerike nezávisle zmutovala najmenej sedemkrát.
Vo Francúzskej Guyane vykazovala ďalšia sada génov P450 podobný evolučný vzorec, čo ďalej potvrdzuje úzku súvislosť medzi týmito enzýmami a adaptáciou. Okrem toho, keď boli komáre umiestnené v uzavretých nádobách a vystavené pyretroidným insekticídom, rozdiely v génoch P450 medzi jednotlivými komármi korelovali s ich dobou prežitia.
V Južnej Amerike boli rozsiahle kampane na kontrolu malárie s použitím pesticídov len sporadické a nemuseli byť hlavným motorom evolúcie komárov. Namiesto toho mohli byť komáre nepriamo vystavené poľnohospodárskym pesticídom. Je zaujímavé, že najvýraznejšie známky evolúcie sme pozorovali v regiónoch s rozvinutým poľnohospodárstvom.
Napriek príchodu nových vakcín a ďalšiemu pokroku v kontrole malárie v posledných rokoch zostáva kontrola komárov kľúčom k zníženiu šírenia malárie.
Niekoľko krajín testuje genetické inžinierstvo na boj proti malárii. Táto technológia zahŕňa genetickú modifikáciu populácií komárov s cieľom znížiť ich počet alebo znížiť ich odolnosť voči parazitovi malárie. Hoci pozoruhodná prispôsobivosť komárov môže predstavovať výzvu, vyhliadky sú sľubné.
S kolegami pracujeme na zlepšení metód detekcie vznikajúcej rezistencie voči pesticídom. Sekvenovanie genómu zostáva kľúčové pre detekciu nových alebo neočakávaných evolučných reakcií. Adaptívne riziko je najvyššie pri dlhodobom a intenzívnom selekčnom tlaku, preto minimalizácia, modifikácia a fázovanie používania pesticídov môže pomôcť predchádzať vzniku rezistencie.
Koordinované monitorovanie a vhodné reakcie sú nevyhnutné na boj proti vyvíjajúcej sa rezistencii na lieky. Na rozdiel od evolúcie sú ľudia schopní predpovedať budúcnosť.
Jacob A. Tennessen získal finančné prostriedky od Národných inštitútov zdravia prostredníctvom Harvardskej školy verejného zdravia T. H. Chana a Broad Institute.
Čas uverejnenia: 21. apríla 2026
