PesticídRezistencia článkonožcov prenášajúcich choroby, ktorá je dôležitá pre poľnohospodárstvo, veterinárnu vedu a verejné zdravie, predstavuje vážnu hrozbu pre globálne programy kontroly vektorov. Predchádzajúce štúdie ukázali, že krv cicajúce článkonožce, ktoré prenášajú nákazu, trpia vysokou úmrtnosťou pri požití krvi obsahujúcej inhibítory 4-hydroxyfenylpyruvátdioxygenázy (HPPD, druhý enzým v metabolickej dráhe tyrozínu). Táto štúdia skúmala účinnosť inhibítorov HPPD v β-triketónových herbicídoch proti trom hlavným druhom komárov, ktoré prenášajú tradičné choroby, ako je malária, nové infekčné choroby, ako je horúčka dengue a vírus Zika, a nové vírusové hrozby, ako sú vírus oropuche a vírus ursutu.Tieto druhy zahŕňali komáre citlivé aj rezistentné na pyretroidy.
Iba nitisidón (nie mezotrión, sulfadiazín ani tiametoxám) preukázal významnú účinnosť pri kontrole komárov, keď sa komáre cicajúce krv dostali do kontaktu s ošetrenými povrchmi. Medzi komármi Anopheles gambiae citlivými na insekticídy a kmeňmi komárov s viacerými mechanizmami rezistencie sa nezistil žiadny významný rozdiel v citlivosti na nitisidón. Zlúčenina preukázala konzistentnú účinnosť proti všetkým trom testovaným druhom komárov, čo naznačuje širokospektrálnu účinnosť proti hlavným prenášačom chorôb.
Táto štúdia dokazuje, že nitisidón má nový mechanizmus účinku, odlišný od existujúcich klasifikácií Výboru pre boj proti rezistencii voči insekticídom (IRAC), ktorý je zameraný na proces trávenia krvi. Účinnosť nitisidónu proti rezistentným kmeňom a jeho potenciál pre integráciu s existujúcimi opatreniami na kontrolu vektorov, ako sú ošetrené siete proti komárom a postreky insekticídmi v interiéri, z neho robia ideálneho kandidáta na rozšírenie stratégií prevencie a kontroly malárie, horúčky dengue, ochorenia spôsobeného vírusom Zika a iných nových vírusových ochorení.
Je zaujímavé, že štandardné biologické testy Svetovej zdravotníckej organizácie používajú na testovanie diskriminačných koncentrácií insekticídov, ktoré nemusia byť smrteľné pre komáre cicajúce krv, iba komáre kŕmené cukrom.[38] To zdôrazňuje dôležitosť zváženia potenciálnych rozdielov v účinných dávkach medzi komármi cicajúcimi krv a necicajúcimi krv, čo môže ovplyvniť zvyškovú účinnosť a rozvoj rezistencie. Hoci sa diskriminačné dávky (DD) zvyčajne určujú na základe hodnôt LD99 pre komáre cicajúce krv, rozdiely vo fyziológii hmyzu môžu ovplyvniť ich náchylnosť, a preto testovanie iba komárov cicajúcich krv nemusí úplne odrážať rozsah úrovní rezistencie.
Táto štúdia sa zamerala na účinnosť troch druhov komárov – Anopheles gambiae, Aedes aegypti a Culex quinquefasciatus – v teste sania krvi, ktorý simuluje pristávanie komára na stenu a slúži ako cieľ pre ošetrenie interiéru dlhodobo pôsobiacimi insekticídmi (IRS). Všetky samičky komárov boli usmrtené pri kontakte s povrchmi potiahnutými nitisidónom, ale nie s inými β-triketónovými inhibítormi HPPD. Využitie absorpcie inhibítorov HPPD nohami komárov predstavuje sľubnú stratégiu na prekonanie rezistencie voči insekticídom a zlepšenie kontroly vektorov. Táto štúdia podporuje potrebu ďalšieho výskumu a vývoja nitisidónu na ošetrenie interiéru dlhodobo pôsobiacimi insekticídmi ako alternatívy k existujúcim insekticídnym sprejom.
Porovnali sa tri metódy na posúdenie účinnosti nitisidónu ako externého insekticídu. Analyzovali sa rozdiely medzi testami s použitím lokálnej aplikácie, aplikácie na hmyzie nohy a aplikácie do fľaše, ako aj spôsob aplikácie, spôsob dodávania insekticídu a čas expozície.
Napriek rozdielu v úmrtnosti medzi New Orleans a Mukhza pri najvyššej dávke boli všetky ostatné koncentrácie po 24 hodinách účinnejšie v New Orleans (citliví) ako v Mukhza (rezistentní).
Sľubným prístupom k objavovaniu nových insekticídnych zlúčenín s cieľom preskúmať inovatívne stratégie kontroly vektorov je rozšírenie výskumu nad rámec tradičných cieľov nervového systému a detoxikačných génov o mechanizmy cicania krvi hmyzom. Predchádzajúce štúdie ukázali, že nitisidón je toxický po požití hmyzom cicajúcim krv alebo po epidermálnej absorpcii po lokálnej aplikácii (s použitím rozpúšťadla).
Integrácia údajov z viacerých detekčných metód môže zlepšiť spoľahlivosť hodnotenia účinnosti insekticídov. Treba však poznamenať, že z troch uvažovaných metód je metóda lokálnej aplikácie najmenej reprezentatívna pre reálne poľné podmienky. Priama aplikácia insekticídov na hrudník komárov pomocou vodného roztoku nenapodobňuje typickú expozíciu Anopheles gambiae sl. [47], hoci môže poskytnúť približnú indikáciu citlivosti Anopheles na konkrétnu zlúčeninu. Hoci metóda so sklenenou platňou aj metóda s fľašou merajú bioaktivitu prostredníctvom kontaktu s nohou, ich výsledky nie sú priamo porovnateľné. Rozdiely v čase expozície a pokrytí povrchu môžu významne ovplyvniť úmrtnosť pozorovanú pri každej detekčnej metóde; preto je výber vhodnej detekčnej metódy rozhodujúci pre presné posúdenie účinnosti insekticídu.
Postrek insekticídmi s reziduálnym účinkom (RIA) využíva pokojové správanie komárov po kŕmení, čo spôsobuje, že po kontakte s ošetrenými povrchmi prehltnú insekticídy. Degradácia insekticídov, nedostatočné pokrytie postrekom a manipulácia s ošetrenými povrchmi (napr. umývanie stien po ošetrení) môžu výrazne znížiť účinnosť RIA. Tieto problémy vedú k dvom ťažkostiam: (1) komáre môžu prežiť vystavenie neletálnym dávkam; a (2) hoci rezistencia je primárne riadená letálnym výberom, opakované vystavenie subletálnym dávkam môže podporiť vývoj rezistencie tým, že umožní niektorým rezistentným jedincom prežiť a zachovať si alely spojené so zníženou citlivosťou [54]. Keďže sme použili komáre kŕmené krvou namiesto štandardných komárov kŕmiacich sa cukrom, priame porovnanie s predtým publikovanými údajmi nebolo možné. Porovnanie diskriminačnej dávky (DD) a tvaru krivky dávka-odozva nitisidónu s údajmi pre iné zlúčeniny [47] je však povzbudivé. Diskriminačná dávka kombinuje fixný čas expozície a množstvo insekticídu aplikovaného na injekčnú liekovku, pričom množstvo adsorbovanej zlúčeniny závisí od skutočného času kontaktu na labke. Na základe týchto výsledkov je nitisidón účinnejší ako tiametoxám, spinosad, mefenoxám a dinotefurán [47], čo z neho robí ideálneho kandidáta pre nové formulácie insekticídov do interiéru, ktoré si vyžadujú ďalšiu optimalizáciu. Vzhľadom na sklon krivky dávka-odozva (ktorý bol aproximovaný výpočtom sklonov LC95 a LC50 na obrázku 3) mal nitisidón najstrmšiu krivku, čo naznačuje jeho vysokú účinnosť. To je v súlade s predchádzajúcimi štúdiami nitisidónu v testoch kŕmenia krvou a lokálnych testoch na inom dvojkrídlovom vektore, muche tse-tse (Glossina morsitans morsitans) [26]. Stručne sme testovali účinnosť nitisidónu (pomocou testu so sklenenou platňou) vystavením komárov Kissou (obrázok S1A) alebo komárov New Orleans (obrázok S1B) nitisidónu pred kŕmením. Nitisidón zostal účinný na nohách, čím simuloval scenár pristávania komárov na stene ošetrenej nitisidónom pred kŕmením, čo si vyžaduje ďalšie skúmanie. Účinnosť nitisidónu (a iných inhibítorov HPPD) na končatiny sa môže zvýšiť kombináciou s adjuvans, ako je metylester repky olejnej (RME), ako je opísané pre iné insekticídy [44, 55]. Testovaním účinkov RME na *Gnaphalium affine* pred kŕmením (obrázok S2) sme zistili, že pri koncentrácii 5 mg/m² kombinácia s adjuvans, ako je RME, významne zvýšila úmrtnosť komárov.
Kinetika usmrcovania komárov neformulovaným nitisidónom v rôznych rezistentných kmeňoch je zaujímavá. Pomalšia úmrtnosť kmeňa VK7 2014 môže byť spôsobená zhrubnutou epidermou, zníženou spotrebou krvi alebo zrýchleným trávením krvi – faktormi, ktoré sme neskúmali. Nitisidón preukázal nízku toxicitu voči rezistentnému kmeňu komára Culex muheza, čo naznačuje potrebu ďalších štúdií pri vyšších koncentráciách (25 až 125 mg/m²). Okrem toho, podobne ako Culex, aj komáre Aedes sú menej citlivé na nitisidón ako Anopheles, čo môže naznačovať fyziologické rozdiely medzi týmito dvoma druhmi, pokiaľ ide o spotrebu krvi a rýchlosť trávenia [27]. Tieto rozdiely zdôrazňujú dôležitosť pochopenia druhovo špecifických charakteristík pri hodnotení insekticídov aktivovaných krvou. Napriek svojmu účinku závislému od krvi a oneskorenému účinku môže mať nitisidón praktickú hodnotu, pretože môže pôsobiť skôr, ako komáre nakladú vajíčka, alebo znížiť ich celkovú plodnosť. Vďaka svojmu jedinečnému mechanizmu účinku, ktorý je zameraný na dráhu degradácie tyrozínu inhibíciou 4-hydroxyfenylpyruvátdioxygenázy (HPPD), je nitisidón sľubnou súčasťou komplexnej stratégie kontroly vektorov. Treba však zvážiť možnosť vzniku rezistencie na liečivo v dôsledku mutácií v cieľovom mieste alebo metabolických adaptácií a v súčasnosti prebieha ďalší výskum zameraný na preskúmanie týchto mechanizmov.
Naše výsledky ukazujú, že nitizidón zabíja komáre cicajúce krv kontaktom s nohami, čo je mechanizmus, ktorý sa nepozoroval pri mezotrióne, sulfadiazíne a tiametoxame. Tento účinok ničenia nerozlišuje medzi kmeňmi komárov citlivými alebo vysoko rezistentnými voči iným triedam insekticídov vrátane pyretroidov, organochloridov a potenciálnych karbamátov. Okrem toho, účinnosť epidermálnej absorpcie nitizidónu nie je obmedzená len na druhy Anopheles; potvrdzuje to jeho účinnosť proti Culex pipiens pallens a Aedes aegypti. Naše údaje podporujú potrebu ďalšieho výskumu na optimalizáciu absorpcie nitizidónu, napríklad chemickým zvýšením epidermálnej absorpcie alebo použitím adjuvantov. Vďaka svojmu jedinečnému mechanizmu účinku nitizidón účinne využíva správanie samíc komárov pri saní krvi. Vďaka tomu je ideálnym kandidátom na inovatívne vnútorné insekticídne spreje a siete proti komárom s dlhodobým insekticídnym účinkom, najmä v oblastiach, kde sú tradičné metódy kontroly komárov oslabené rýchlym šírením rezistencie voči pyretroidom.
Čas uverejnenia: 23. decembra 2025