Genomika komarów Aedes aegypti i Anopheles funestus ujawnia nowe wyzwania w kontroli malarii i dengi
Dwa z najbardziej niebezpiecznych wektorów chorób na świecie – Aedes aegypti i Anopheles funestus – ewoluowały, rozprzestrzeniały się i adaptowały w sposób utrudniający globalną kontrolę chorób, jak pokazują dwa badania. Wyniki wskazują na związane z człowiekiem pochodzenie inwazyjnej linii Ae. aegypti, a także na szybkie pojawianie się oporności na insektycydy u An. funestus. Razem badania te podkreślają pilną potrzebę opracowania bardziej dopasowanych i nowoczesnych interwencji przeciwko malarii i dendze.
„Oba badania dostarczają istotnych informacji o złożonej roli, jaką aktywność człowieka – zarówno bierna, jak i celowa – odgrywa w ruchach i adaptacjach tych gatunków” – pisze Tamar Carter w powiązanym komentarzu. „Procesy te doprowadziły do powstania złożonej różnorodności genomowej podgatunków, która prawdopodobnie przekłada się na różnorodność funkcjonalną, jeszcze nie w pełni poznaną.”
Choroby przenoszone przez komary stanowią poważne globalne wyzwanie zdrowotne – malaria i denga powodują każdego roku setki milionów zakażeń na całym świecie. Zwiększona mobilność ludzi i towarów umożliwiła komarom, wcześniej ograniczonym do stosunkowo wąskich regionów, szerokie rozprzestrzenienie się i adaptację do nowych środowisk. Choć współczesne analizy genomowe mogą dostarczyć informacji o pochodzeniu, ewolucji, rozprzestrzenianiu i możliwościach kontroli tych wektorów, poszczególne gatunki są nierówno reprezentowane w badaniach.
W pierwszym badaniu Jacob Crawford i współpracownicy zsekwencjonowali 1206 genomów Ae. aegypti z 73 populacji na całym świecie. Wykorzystali analizy koalescencyjne i filogenetyczne, aby rozróżnić dawne i współczesne migracje. Ustalono, że po ewolucji preferencji do życia w pobliżu ludzi w Afryce Zachodniej, Ae. aegypti dotarł do obu Ameryk w okresie handlu atlantyckiego niewolnikami. Tam właśnie powstała inwazyjna linia globalna, która następnie ponownie pojawiła się w Afryce, krzyżując się z populacjami rodzimymi. Zjawisko to zbiegło się w czasie ze wzrostem epidemii dengi oraz rozprzestrzenianiem się mutacji warunkujących oporność na insektycydy.
W drugim badaniu Marilou Boddé i współautorzy przeanalizowali genomy 701 współczesnych i historycznych An. funestus z 16 krajów afrykańskich. Odkryto złożoną strukturę populacyjną – część populacji wykazywała silną strukturę geograficzną, inne były genetycznie powiązane na dużych dystansach, a w niektórych regionach (np. północna Ghana, południowy Benin) pojawiły się odrębne linie. Zróżnicowanie to wskazuje, że jednolite strategie kontroli nie mają dużych szans powodzenia i podkreśla konieczność lokalnie dostosowanych interwencji. Porównanie próbek współczesnych z okazami muzealnymi wykazało, że oporność na insektycydy powstała zarówno w wyniku niezależnych mutacji, jak i rozprzestrzeniania się odpornych linii. Większości wariantów oporności stwierdzanych dziś u An. funestus nie było w próbkach sprzed zaledwie kilku dekad, co wskazuje na szybki proces ewolucji. Boddé i współpracownicy zidentyfikowali także obiecujące cele dla technologii gene drive, które mogą umożliwić skuteczniejszą i bardziej strategiczną kontrolę tych wektorów.
Źródło: Science, „1206 genomes reveal origin and movement of Aedes aegypti driving increased dengue risk”
DOI: http://dx.doi.org/10.1126/science.ads3732
