PesticidRezistence členovců přenášejících choroby, která je důležitá pro zemědělství, veterinární vědu a veřejné zdraví, představuje vážnou hrozbu pro globální programy kontroly vektorů. Předchozí studie ukázaly, že krev sající vektory členovců trpí vysokou úmrtností při požití krve obsahující inhibitory 4-hydroxyfenylpyruvátdioxygenázy (HPPD, druhý enzym v metabolické dráze tyrosinu). Tato studie zkoumala účinnost inhibitorů HPPD v β-triketonových herbicidech proti třem hlavním druhům komárů přenášejících tradiční nemoci, jako je malárie, nově vznikající infekční nemoci, jako je horečka dengue a virus Zika, a nově vznikající virové hrozby, jako je virus oropuche a virus ursutu.Mezi tyto druhy patřili komáři citliví i rezistentní na pyrethroidy.
Pouze nitisidon (nikoli mesotrion, sulfadiazin ani thiamethoxam) vykazoval významnou účinnost při kontrole komárů, když se krev sající komáři dostali do kontaktu s ošetřenými povrchy. Nebyl zjištěn žádný významný rozdíl v citlivosti na nitisidon mezi komáry Anopheles gambiae citlivými na insekticid a kmeny komárů s více mechanismy rezistence. Sloučenina prokázala konzistentní účinnost proti všem třem testovaným druhům komárů, což naznačuje širokospektrální účinnost proti hlavním přenašečům chorob.
Tato studie ukazuje, že nitisidon má nový mechanismus účinku, odlišný od stávajících klasifikací Výboru pro rezistenci vůči insekticidům (IRAC), který cílí na proces trávení krve. Účinnost nitisidonu proti rezistentním kmenům a jeho potenciál pro integraci se stávajícími opatřeními pro kontrolu vektorů, jako jsou ošetřené moskytiéry a postřik insekticidy v interiérech, z něj činí ideálního kandidáta pro rozšíření strategií prevence a kontroly malárie, horečky dengue, onemocnění virem Zika a dalších nově vznikajících virových onemocnění.
Je zajímavé, že standardní biologické testy Světové zdravotnické organizace používají k testování diskriminačních koncentrací insekticidů, které nemusí být pro krev sající komáry smrtelné, pouze komáry krmené cukrem.[38] To zdůrazňuje důležitost zvážení potenciálních rozdílů v účinných dávkách mezi krev sajícími a nesajícími komáry, což může ovlivnit zbytkovou účinnost a rozvoj rezistence. Ačkoli se diskriminační dávky (DD) obvykle stanovují na základě hodnot LD99 pro krev sající komáry, rozdíly ve fyziologii hmyzu mohou ovlivnit jejich náchylnost, a proto testování pouze krev sajících komárů nemusí plně odrážet rozsah úrovní rezistence.
Tato studie se zaměřila na účinnost tří druhů komárů – Anopheles gambiae, Aedes aegypti a Culex quinquefasciatus – v testu sání krve, který simuluje přistání komára na zdi a slouží jako cíl pro ošetření vnitřních prostor dlouhodobě působícími insekticidy (IRS). Všechny samičky komárů byly usmrceny při kontaktu s povrchy potaženými nitisidonem, nikoli však jinými inhibitory β-triketonů HPPD. Využití absorpce inhibitorů HPPD komářími nohami představuje slibnou strategii pro překonání rezistence vůči insekticidům a zlepšení kontroly přenašečů. Tato studie podporuje potřebu dalšího výzkumu a vývoje nitisidonu pro ošetření vnitřních prostor dlouhodobě působícími insekticidy jako alternativy ke stávajícím insekticidním postřikům.
Byly porovnány tři metody pro hodnocení účinnosti nitisidonu jako zevního insekticidu. Byly analyzovány rozdíly mezi testy s lokální aplikací, aplikací na nožičky hmyzu a aplikací do lahvičky, stejně jako způsob aplikace, způsob podávání insekticidu a doba expozice.
Navzdory rozdílu v úmrtnosti mezi New Orleans a Mukhzou při nejvyšší dávce byly všechny ostatní koncentrace po 24 hodinách účinnější v New Orleans (citliví) než v Mukhze (rezistentní).
Pro zkoumání inovativních strategií kontroly vektorů je slibným přístupem k objevování nových insekticidních sloučenin rozšíření výzkumu nad rámec tradičních cílů nervového systému a detoxikačních genů tak, aby zahrnoval i mechanismy sání krve hmyzem. Předchozí studie ukázaly, že nitisidon je toxický po požití hmyzem sajícím krev nebo po epidermální absorpci po lokální aplikaci (s použitím rozpouštědla).
Integrace dat z více detekčních metod může zlepšit spolehlivost hodnocení účinnosti insekticidů. Je však třeba poznamenat, že ze tří uvažovaných metod je metoda lokální aplikace nejméně reprezentativní pro reálné polní podmínky. Přímá aplikace insekticidů na hrudník komárů pomocí vodného roztoku nenapodobuje typickou expozici Anopheles gambiae sl. [47], i když může poskytnout přibližnou indikaci citlivosti Anopheles na konkrétní sloučeninu. Ačkoli metoda se skleněnou destičkou i lahví měří bioaktivitu kontaktem nohou, jejich výsledky nejsou přímo srovnatelné. Rozdíly v době expozice a pokrytí povrchu mohou významně ovlivnit úmrtnost pozorovanou u každé detekční metody; proto je pro přesné posouzení účinnosti insekticidů zásadní výběr vhodné detekční metody.
Postřik insekticidy s reziduálním účinkem (RIA) využívá klidového chování komárů po krmení, což způsobuje, že po kontaktu s ošetřenými povrchy insekticidy požijí. Degradace insekticidů, nedostatečné pokrytí postřikem a manipulace s ošetřenými povrchy (např. mytí stěn po ošetření) mohou významně snížit účinnost RIA. Tyto problémy vedou ke dvěma obtížím: (1) komáři mohou přežít vystavení neletálním dávkám; a (2) ačkoli je rezistence primárně řízena letální selekcí, opakovaná expozice subletálním dávkám může podpořit vývoj rezistence tím, že umožní některým rezistentním jedincům přežít a zachovat si alely spojené se sníženou náchylností [54]. Protože jsme použili komáry živící se krví místo standardních komárů živících se cukrem, nebylo přímé srovnání s dříve publikovanými údaji možné. Srovnání diskriminační dávky (DD) a tvaru křivky dávka-odezva nitisidonu s údaji pro jiné sloučeniny [47] je však povzbudivé. Diskriminační dávka kombinuje fixní dobu expozice a množství insekticidu aplikovaného na lahvičku, přičemž množství adsorbované sloučeniny závisí na skutečné době kontaktu na tlapce. Na základě těchto výsledků je nitisidon účinnější než thiamethoxam, spinosad, mefenoxam a dinotefuran [47], což z něj činí ideálního kandidáta pro nové formulace insekticidů pro vnitřní použití, které vyžadují další optimalizaci. Vzhledem ke sklonu křivky dávka-odezva (který byl aproximován výpočtem sklonů LC95 a LC50 na obrázku 3) měl nitisidon nejstrmější křivku, což naznačuje jeho vysokou účinnost. To je v souladu s předchozími studiemi nitisidonu v testech krmení krví a lokálních testech na jiném dvoukřídlém přenašeči, mouše tse-tse (Glossina morsitans morsitans) [26]. Účinnost nitisidonu jsme krátce otestovali (pomocí testu se skleněnou destičkou) vystavením komárů Kissou (obrázek S1A) nebo komárů New Orleans (obrázek S1B) působení nitisidonu před krmením. Nitisidon zůstal účinný na nohou a simuloval scénář, kdy komáři přistávají na zdi ošetřené nitisidonem před krmením, což vyžaduje další zkoumání. Účinnost nitisidonu (a dalších inhibitorů HPPD) na nohy lze zvýšit kombinací s adjuvanci, jako je methylester řepky (RME), jak je popsáno u jiných insekticidů [44, 55]. Testováním účinků RME na *Gnaphalium affine* před krmením (obrázek S2) jsme zjistili, že při koncentraci 5 mg/m² kombinace s adjuvanci, jako je RME, významně zvýšila úmrtnost komárů.
Kinetika usmrcování komárů neformulovaným nitisidonem u různých rezistentních kmenů je zajímavá. Pomalejší úmrtnost kmene VK7 2014 může být způsobena ztluštěnou epidermis, sníženou spotřebou krve nebo zrychleným trávením krve – faktory, které jsme nezkoumali. Nitisidon vykazoval nízkou toxicitu vůči rezistentnímu kmenu komára Culex muheza, což naznačuje potřebu dalších studií při vyšších koncentracích (25 až 125 mg/m²). Navíc, podobně jako Culex, jsou komáři Aedes méně citliví na nitisidon než Anopheles, což může naznačovat fyziologické rozdíly mezi těmito dvěma druhy, pokud jde o spotřebu krve a rychlost trávení [27]. Tyto rozdíly zdůrazňují důležitost pochopení druhově specifických charakteristik při hodnocení insekticidů aktivovaných krví. Navzdory svému účinku závislému na krvi a opožděnému účinku může mít nitisidon praktickou hodnotu, protože může působit dříve, než komáři nakladou vajíčka, nebo snížit jejich celkovou plodnost. Díky svému jedinečnému mechanismu účinku, zaměřenému na dráhu degradace tyrosinu inhibicí 4-hydroxyfenylpyruvátdioxygenázy (HPPD), je nitisidon slibnou součástí komplexní strategie kontroly vektorů. Je však třeba zvážit možnost vzniku rezistence na léky v důsledku mutací v cílovém místě nebo metabolických adaptací a v současné době probíhá další výzkum, který by tyto mechanismy prozkoumal.
Naše výsledky ukazují, že nitisidon hubí krev sající komáry kontaktem s nohama, což je mechanismus, který nebyl pozorován u mesotrionu, sulfadiazinu a thiamethoxamu. Tento účinek hubení nerozlišuje mezi kmeny komárů citlivými nebo vysoce rezistentními vůči jiným třídám insekticidů, včetně pyrethroidů, organochloridů a potenciálních karbamátů. Účinnost epidermální absorpce nitisidonu navíc není omezena pouze na druhy Anopheles; to potvrzuje jeho účinnost proti Culex pipiens pallens a Aedes aegypti. Naše data podporují potřebu dalšího výzkumu s cílem optimalizovat absorpci nitisidonu, například chemickým zvýšením epidermální absorpce nebo použitím adjuvancií. Díky svému jedinečnému mechanismu účinku nitisidon účinně využívá krev sající chování samic komárů. Díky tomu je ideálním kandidátem pro inovativní insekticidní spreje a moskytiéry s dlouhodobým insekticidním účinkem v interiéru, zejména v oblastech, kde jsou tradiční metody hubení komárů oslabeny rychlým šířením rezistence pyrethroidů.
Čas zveřejnění: 23. prosince 2025