Experimental Pesticide Kon Mosquito tegenhouden door hun immuunsysteem te hacken

Met alle respect voor pestratten zijn muggen de meest beruchte ziektedragers op aarde. Hun beet brengt dodelijke infecties over, waaronder malaria, gele koorts, het West-Nijlvirus, dengue-koorts en het Zika-virus. Volgens schattingen van de Wereldgezondheidsorganisatie zijn muggen verantwoordelijk voor miljoenen doden en honderden miljoenen gevallen per jaar, waardoor het beheersen van dit ongedierte een van de grootste en belangrijkste uitdagingen voor de volksgezondheid in de wereld van vandaag is.

Pesticiden zijn een voor de hand liggende manier om muggenpopulaties te verminderen, maar we hebben hier hetzelfde probleem dat we hebben met antibioticaresistente bacteriën. Ja, pesticiden zullen sommige van de muggen wegvagen, maar degenen die overleven zullen van nature een sterker immuunsysteem hebben dat bestand is tegen de pesticiden. Ze geven hun weerstand door aan hun nakomelingen, wat betekent dat pesticiden steeds minder effectief worden bij elke generatie. Dit is survival of the fittest op zijn meest basic. Erger nog, besproeien met meer bestrijdingsmiddelen om de weerstand van de muggen te compenseren, schaadt alleen het milieu. Het gebruik van een op bacteriën gebaseerd "biopesticide" kan helpen, maar zelfs dat kan schade aan het milieu veroorzaken als het op een voldoende hoog niveau wordt gesproeid.

Nu werken onderzoekers van de Universiteit van Leuven aan een ingenieuze manier om het immuunsysteem van de muggen in wezen te hacken en hun weerstand te verminderen. In het wild zenden insecten zoals de rugzwemmer chemische signalen uit die muggen kunnen waarnemen om te laten weten dat roofdieren in de buurt zijn. Dit creëert een stressreactie die uiteindelijk de weerstand van bestrijdingsmiddelen voor muggen verzwakt.

"Organismen reageren op mogelijke predatie (wanneer ze aanwijzingen van roofdieren detecteren) met een vlucht- of vechtreactie, of ze houden zich zo onbeweeglijk mogelijk om de aandacht van het roofdier te verliezen", vertelt onderzoeker Lin Op de Beeck van de universiteit van Leuven. omgekeerde. Ze legt uit dat deze chemische reacties ervoor zorgen dat muggen energie verbruiken en dat het vermijden van roofdieren vaak niet voldoende tijd laat om voedsel te vinden. "Dit zal allemaal resulteren in minder energie beschikbaar, daarom gaat alle energie naar het ondersteunen van de basale functies van het metabolisme en ervoor te zorgen dat je niet opgegeten wordt."

Op de Beeck zegt dat de complexe moleculen die het immuunsysteem van het insect vormen, enkele van de meest energie-intensieve zijn om te produceren, dus het forceren van muggenergie elders zal hun weerstand snel compromitteren. Wetenschappers hebben onlangs ontdekt hoe kunstmatige roofdieraanvallen kunnen worden gemaakt, en nu heeft Op de Beeck deze synthetische signalen gecombineerd met de biopesticide Bti, waardoor een potentieel krachtig nieuw wapen tegen muggen is ontstaan.

De resultaten van een laboratoriumexperiment waren veelbelovend. De roofdieraanwijzingen verzwakten zo de weerstand van de muggen dat zelfs een niet-dodelijke dosis Bti hoge sterftecijfers had. De muggen die hebben overleefd hadden het immuunsysteem permanent aangetast, wat betekent dat ze minder snel genoeg leefden om de parasieten te ondersteunen die ze tijdens hun incubatieperiode hadden gedragen.

Maar kunnen muggenpopulaties resistent worden tegen een cocktail van Bti en synthetische roofdieraanvallen, net als met andere pesticiden? Dit is waar natuurlijke selectie nu in ons voordeel werkt, volgens Op de Beeck. "Het verkrijgen van resistentie tegen synthetische / natuurlijke signalen van roofdieren is erg onaangepast, omdat prooisoorten bij het waarnemen van een roofdier alert moeten zijn om niet te worden gegeten", vertelt ze. omgekeerde. "Daarom zal resistentie tegen roofdier-aanwijzingen waarschijnlijk niet gebeuren."

Met andere woorden, predator cues dienen nog steeds een cruciaal doel bij het vermijden van, nou ja, roofdieren. Muggen die van nature resistent zijn tegen roofdieraanwijzingen, kunnen het beter doen als ze in aanraking komen met dit opgeleide pesticide, maar ze zijn ook veel leuker om te worden opgegeten door een rugzwemmer, lang daarvoor. Als een toegevoegde bonus, kunnen we met behulp van predator cues veel lagere doses van de biopesticiden spuiten, wat de druk op muggenpopulaties zou verminderen om de evolutie van resistentie tegen de biopesticiden aan te passen en te vertragen.

Het is tijd om het in het wild te testen

De volgende stap zal zijn voor de onderzoekers om hun cocktail uit het laboratorium en in het wild te halen. Hoewel deze voorlopige resultaten in het laboratorium veelbelovend zijn, garandeert dat niet dat het pesticide even succesvol zal zijn in de natuur, waar veel verschillende factoren - zoals voedselbeschikbaarheid en temperatuur - van invloed kunnen zijn op hoe goed pesticiden werken. Op de Beeck is optimistisch over het feit dat haar team op de goede weg is om een ​​beter, milieuvriendelijker bestrijdingsmiddel te vinden.

"Het is belangrijk met de toenemende bezorgdheid over Bti om te investeren in het creëren van nieuwe strategieën die op de lange termijn kunnen leiden tot een efficiënter en duurzamer gebruik van dit biologische pesticide, omdat het zo'n goed alternatief is voor chemische pesticiden", zegt ze.. "En de combinatie met synthetische roofdieraanwijzingen lijkt een veelbelovende manier om vooruit te gaan, omdat ze de toxiciteit van Bti verhogen en het immuunsysteem van de mug aantasten."

Als ze gelijk heeft, kunnen de voordelen voor de volksgezondheid onberekenbaar zijn. Nou, dat is niet helemaal waar - maar de berekeningen zouden in de miljoenen levens moeten beginnen.