ПестицидРезистентността при членестоногите, пренасящи болести, важна за селското стопанство, ветеринарната наука и общественото здраве, представлява сериозна заплаха за глобалните програми за контрол на векторите. Предишни проучвания показват, че кръвосмучещите членестоноги вектори страдат от висока смъртност при поглъщане на кръв, съдържаща инхибитори на 4-хидроксифенилпируват диоксигеназа (HPPD, вторият ензим в тирозиновия метаболитен път). Това проучване изследва ефикасността на HPPD инхибиторите в β-трикетонови хербициди срещу три основни вида комари вектори, включително тези, които предават традиционни заболявания като малария, нововъзникващи инфекциозни заболявания като денга и вируса Зика, и нововъзникващи вирусни заплахи като вируса оропуче и вируса урсуту.Тези видове включват както комари, чувствителни към пиретроиди, така и комари, устойчиви на пиретроиди.
Само нитизидон (не мезотрион, сулфадиазин или тиаметоксам) показва значителна активност за контрол на комарите, когато кръвосмучещи комари влизат в контакт с третирани повърхности. Не е установена значителна разлика в чувствителността към нитизидон между чувствителните към инсектициди комари Anopheles gambiae и щамове комари с множество механизми на резистентност. Съединението демонстрира постоянна ефикасност срещу трите тествани вида комари, което показва широкоспектърна активност срещу основните вектори на болести.
Това проучване показва, че нитисидон има нов механизъм на действие, различен от съществуващите класификации на Комитета за действие по резистентност към инсектициди (IRAC), насочен към процеса на храносмилане в кръвта. Ефикасността на нитисидон срещу резистентни щамове и потенциалът му за интегриране със съществуващи мерки за контрол на векторите, като например третирани мрежи против комари и пръскане с инсектициди на закрито, го правят идеален кандидат за разширяване на стратегиите за превенция и контрол на малария, денга, заболяване, причинено от вируса Зика, и други нововъзникващи вирусни заболявания.
Интересното е, че стандартните биологични анализи на Световната здравна организация използват само комари, хранени със захар, за тестване на дискриминантни концентрации на инсектициди, които може да не са смъртоносни за кръвосмучещите комари.[38] Това подчертава важността на отчитането на потенциалните разлики в ефективните дози между кръвосмучещи и некръвосмучещи комари, което може да повлияе на остатъчната ефикасност и развитието на резистентност. Въпреки че дискриминантните дози (DD) обикновено се определят въз основа на стойностите на LD99 за кръвосмучещи комари, разликите във физиологията на насекомите могат да повлияят на тяхната чувствителност и следователно тестването само на кръвосмучещи комари може да не отразява напълно диапазона от нива на резистентност.
Това проучване се фокусира върху ефикасността на три вида комари – Anopheles gambiae, Aedes aegypti и Culex quinquefasciatus – в тест за кръвосмучене, който симулира кацане на комар на стена и служи като мишена за третиране на закрито с дълготрайни инсектициди (IRS). Всички женски комари бяха унищожени при контакт с повърхности, покрити с нитизидон, но не и с други HPPD β-трикетонови инхибитори. Използването на усвояването на HPPD инхибиторите от краката на комарите представлява обещаваща стратегия за преодоляване на резистентността към инсектициди и подобряване на контрола на векторите. Това проучване подкрепя необходимостта от по-нататъшни изследвания и разработване на нитизидон за третиране на закрито с дълготрайни инсектициди като алтернатива на съществуващите инсектицидни спрейове.
Сравнени са три метода за оценка на ефикасността на нитизидон като външен инсектицид. Анализирани са разликите между тестовете с локално приложение, приложение върху краката на насекомите и приложение с бутилка, както и методът на приложение, методът на доставяне на инсектицида и времето на експозиция.
Въпреки разликата в смъртността между Ню Орлиънс и Мухза при най-високата доза, всички други концентрации са били по-ефективни в Ню Орлиънс (чувствителни), отколкото в Мухза (резистентни) след 24 часа.
За да се изследват иновативни стратегии за контрол на векторите, обещаващ подход за откриване на нови инсектицидни съединения е разширяването на изследванията отвъд традиционните цели на нервната система и гените за детоксикация, за да се включат механизмите за кръвосмучене на насекоми. Предишни проучвания показват, че нитизидонът е токсичен след поглъщане от кръвосмучещи насекоми или след епидермална абсорбция след локално приложение (с помощта на разтворител).
Интегрирането на данни от множество методи за откриване може да подобри надеждността на оценките на ефикасността на инсектицидите. Трябва да се отбележи обаче, че от трите разглеждани метода, методът за локално приложение е най-малко представителен за реални полеви условия. Директното приложение на инсектициди върху гръдния кош на комарите с помощта на воден разтвор не имитира типичното излагане на Anopheles gambiae sl. [47], въпреки че може да даде приблизителна индикация за чувствителността на Anopheles към определено съединение. Въпреки че и методът със стъклена плоча, и методът с бутилка измерват биоактивността чрез контакт с краката, резултатите им не са пряко сравними. Разликите във времето на експозиция и покритието на повърхността могат значително да повлияят на смъртността, наблюдавана при всеки метод за откриване; следователно, изборът на подходящ метод за откриване е от решаващо значение за точната оценка на ефикасността на инсектицида.
Пръскането с инсектицид с остатъчен ефект (RIA) използва поведението на покой на комарите след хранене, което ги кара да поглъщат инсектициди при контакт с третираните повърхности. Разграждането на инсектицидите, недостатъчното покритие на пръскането и обработката на третираните повърхности (напр. измиване на стени след третиране) могат значително да намалят ефективността на RIA. Тези проблеми водят до две трудности: (1) комарите могат да оцелеят при излагане на несмъртоносни дози; и (2) въпреки че резистентността се обуславя предимно от летална селекция, многократното излагане на сублетални дози може да насърчи еволюцията на резистентност, като позволи на някои резистентни индивиди да оцелеят и поддържа алели, свързани с намалена чувствителност [54]. Тъй като използвахме комари, хранещи се с кръв, вместо стандартни за индустрията комари, хранещи се със захар, директно сравнение с публикувани по-рано данни не беше възможно. Сравнението на дискриминантната доза (DD) и формата на кривата доза-отговор на нитизидон с данни за други съединения [47] обаче е окуражаващо. Дискриминантната доза комбинира фиксирано време на експозиция и количеството инсектицид, приложено върху флакона, като количеството на адсорбираното съединение зависи от действителното време на контакт с лапата. Въз основа на тези резултати, нитисидонът е по-мощен от тиаметоксам, спинозад, мефеноксам и динотефуран [47], което го прави идеален кандидат за нови формулировки на инсектициди за вътрешна употреба, които изискват по-нататъшна оптимизация. Като се има предвид наклонът на кривата доза-отговор (който е апроксимиран чрез изчисляване на наклоните на LC95 и LC50 на Фигура 3), нитисидонът има най-стръмната крива, което показва високата му ефикасност. Това е в съответствие с предишни проучвания на нитисидон при кръвоснабдяване и локални тестове върху друг двукрил вектор, мухата цеце (Glossina morsitans morsitans) [26]. Накратко тествахме ефикасността на нитисидон (използвайки тест със стъклена плоча), като изложихме комарите Кису (Фигура S1A) или комарите от Ню Орлиънс (Фигура S1B) на нитисидон преди хранене. Нитисидонът остана ефективен върху краката, симулирайки сценария на кацане на комари върху стена, третирана с нитисидон преди хранене, което изисква по-нататъшно проучване. Ефикасността на нитизидон (и други HPPD инхибитори) върху краката може да се повиши чрез комбинация с адюванти като метилов естер на рапица (RME), както е описано за други инсектициди [44, 55]. Чрез тестване на ефектите на RME върху *Gnaphalium affine* преди хранене (Фигура S2), установихме, че при концентрация от 5 mg/m², комбинацията с адюванти като RME значително увеличава смъртността на комарите.
Кинетиката на убиване на комари от неформулиран нитисидон в различни резистентни щамове е интересна. По-бавната смъртност на щама VK7 2014 може да се дължи на удебелен епидермис, намалена консумация на кръв или ускорено храносмилане на кръвта – фактори, които не изследвахме. Нитисидонът показа ниска токсичност към резистентния щам на комари Culex muheza, което предполага необходимостта от по-нататъшни изследвания при по-високи концентрации (25 до 125 mg/m²). Освен това, подобно на Culex, комарите Aedes са по-малко чувствителни към нитисидон, отколкото Anopheles, което може да показва физиологични разлики между двата вида по отношение на консумацията на кръв и скоростта на храносмилане [27]. Тези разлики подчертават важността на разбирането на видово-специфичните характеристики при оценката на инсектициди, активирани от кръвта. Въпреки кръвнозависимото и забавено действие, нитисидонът може да има практическа стойност, тъй като може да действа преди комарите да снесат яйца или да намали общата им плодовитост. Поради уникалния си механизъм на действие, насочен към пътя на разграждане на тирозин чрез инхибиране на 4-хидроксифенилпируват диоксигеназата (HPPD), нитисидонът е обещаващ като част от цялостна стратегия за контрол на векторите. Въпреки това, трябва да се вземе предвид възможността за развитие на лекарствена резистентност поради мутации в целевото място или метаболитни адаптации и в момента се провеждат допълнителни изследвания за изследване на тези механизми.
Нашите резултати показват, че нитизидон убива кръвосмучещи комари чрез контакт с краката, механизъм, който не се наблюдава при мезотрион, сулфадиазин и тиаметоксам. Този убиващ ефект не прави разлика между щамове комари, чувствителни или силно устойчиви на други класове инсектициди, включително пиретроиди, органохлориди и потенциални карбамати. Освен това, ефективността на епидермалната абсорбция на нитизидон не се ограничава само до видовете Anopheles; това се потвърждава от неговата ефикасност срещу Culex pipiens pallens и Aedes aegypti. Нашите данни подкрепят необходимостта от по-нататъшни изследвания за оптимизиране на абсорбцията на нитизидон, например чрез химическо засилване на епидермалната абсорбция или използване на адюванти. Чрез уникалния си механизъм на действие, нитизидонът ефективно използва кръвосмучещото поведение на женските комари. Това го прави идеален кандидат за иновативни инсектицидни спрейове за вътрешна употреба и мрежи против комари с дълготрайно инсектицидно действие, особено в райони, където традиционните методи за борба с комарите са отслабени от бързото разпространение на резистентност към пиретроиди.
Време на публикуване: 23 декември 2025 г.