I årtionden, kemiska bekämpningsmedel har varit det viktigaste sättet att kontrollera insekter som Anopheles myggarter som sprider malaria till människor. Tyvärr, insekterna har slagit tillbaka, utvecklande genetiska sköldar för att skydda sig själva och sina avkommor från framtida attacker.

Det fascinerande utbudet av genetiska förändringar som ger resistens mot bekämpningsmedel Anopheles myggor recenseras i en artikel som publicerades idag i Trender inom parasitologi . Tidningen är skriven av Colince Kamdem, en postdoktor, och två kollegor från Institutionen för entomologi vid University of California, Riverside. Resultaten belyser samspelet mellan mänskliga ingrepp, myggans utveckling, och sjukdomsutfall, och kommer att hjälpa forskare att utveckla nya strategier för att övervinna bekämpningsmedelsresistens.

2015, det fanns ungefär 212 miljoner malariafall och uppskattningsvis 429, 000 dödsfall på grund av malaria, enligt Världshälsoorganisationen. Medan ökade förebyggande och kontrollåtgärder har lett till en 29-procentig minskning av malariadödligheten globalt sedan 2010, ökningen av bekämpningsmedelsresistenta insekter understryker behovet av nya strategier. "Ett av de främsta hindren för utrotning av malaria är den enorma mångfalden och anpassningsbara flexibiliteten hos Anopheles myggarter, därför en bättre förståelse för det genetiska, beteendemässiga, och ekologiska faktorer som ligger till grund för dess förmåga att utveckla resistens är nyckeln till att kontrollera denna sjukdom, sa Kamdem.

I Afrika söder om Sahara, flera faktorer, inklusive den utbredda användningen av långvariga insekticidnät, kvarvarande sprutning inomhus, exponering för kemiska föroreningar, urbanisering, och jordbruksmetoder, bidrar till urvalet av malariamyggor som är mycket resistenta mot flera klasser av insektsmedel.

Kamdens artikel belyser flera sätt som myggor anpassar sig till exponering för insektsmedel. Fördelaktiga mutationer i insekticidens målställe är en viktig källa till resistens, belyser den direkta effekten av mänskliga ingrepp på mygggenomet. Andra mutationer ökar aktiviteten hos enzymer som bryter ned eller binder insekticiden innan den når sitt mål i cellen. I vissa fall, myggor ändrar sitt beteende för att undvika att komma i kontakt med bekämpningsmedel.

"Dessa förändringar sker vid molekylär, fysiologisk och beteendemässig nivå, och flera förändringar sker ofta samtidigt. Med tillgången till DNA-sekvensering kan vi nu lokalisera dessa evolutionära förändringar på genomisk nivå, sa Kamdem.

Kamdem sa att den höga genetiska mångfalden bland myggarter och deras förmåga att byta gener gör det svårt att stoppa utvecklingen av insekticidresistenta grupper. Gendrivsystem som använder genetiska metoder för att döda myggor, hindra dem från att häcka, eller stoppa dem från att överföra den malariaorsakande parasiten är under utveckling, men ett problem är att myggor kan utveckla resistens mot dessa tekniker, för. "Insikterna från den intensiva användningen av insekticider och dess inverkan på myggegenomet kommer att vara avgörande för en framgångsrik implementering av genredigeringssystem som ett nytt tillvägagångssätt för att kontrollera myggburna sjukdomar, ", sa Kamdem. "På grund av uppkomsten av myggburna sjukdomar som Zika, flera länder genomför, eller förbereder sig för att distribuera, vektorkontrollstrategier i stor skala. Ett av de mest angelägna behoven är att designa evidensbaserade övervakningsverktyg för att bekämpa det oundvikliga motståndet från myggor."