ジョンズ・ホプキンス大学ブルームバーグ公衆衛生大学院の研究者らが主導した初期の野外試験によると、実験用の細菌由来の生物農薬は、化学殺虫剤に対する耐性を獲得した蚊を含むマラリアを媒介する蚊を殺すのに非常に効果的である。
生物農薬は、土壌に生息する一般的な細菌種の死滅細胞から作られた粉末です。研究者らは、この生物農薬が標準的な餌に含まれている場合、通常の蚊と化学農薬耐性の蚊の両方を効果的に殺すことを示した。この生物農薬は致死量未満の用量であってもマラリアの伝播を阻害し、蚊を標準的な化学殺虫剤に対してより脆弱にします。アフリカ西部での初期試験で得られた心強い発見は、大規模な野外試験が成功すれば、いつか世界のマラリア流行地域でこの新しい生物農薬が広く使用される可能性があることを示唆している。
研究は12月4日にオンラインで公開された で 科学の進歩。
「この生物農薬には、マラリアに対する強力な新兵器となる可能性を示唆する一連のユニークな特徴がある」と、研究主著者でブルームバーグ大学分子微生物学・免疫学科ジョンズ・ホプキンス大学マラリア研究所副所長のジョージ・ディモプロス博士は言う。 。
マラリア、によって広がる寄生虫病 ハマダラカ 蚊は、長い間、世界で最も多くの死因の一つでした。世界保健機関の推計によると、サハラ以南のアフリカでは年間約2億5,000万人の感染者と60万人が死亡しており、そのほとんどが5歳未満の子供です。マラリアワクチンは開発されていますが、広く利用可能ではなく、病気の予防にあまり効果的ではありません。蚊を殺す化学殺虫剤はこれまでマラリアに対する最も効果的な兵器であったが、昆虫はこれらの化合物に対して顕著な耐性を獲得した。新しい抗マラリアツールが緊急に必要とされています。
この新しい生物農薬は、10年以上前にパナマでディモプロス氏と彼のチームが実施したプロジェクトから誕生した。研究チームは野生の蚊を捕獲し、その消化管内の細菌種をカタログ化し、蚊が病原体を潜ませて伝染させる能力に影響を与える可能性があるかどうかを調べた。最終的に、彼らは 1 つの種を発見しました。 色素細菌低用量では、マラリア原虫やデング熱ウイルスなどの病原体を媒介する昆虫の能力を阻害し、高用量では成虫と幼虫の両方の蚊を殺します。この発見は、この細菌が病気を媒介する蚊に対して使用される最初の生物農薬である可能性があることを示唆しました。
生きた微生物を扱う際の複雑さを避けるために、研究者らは細菌の死んだ乾燥細胞から作られた粉末製剤を開発した。彼らは、この粉末がバクテリアの殺蚊特性を保持しており、何年もの保存期間があり、非常に高い熱安定性も備えていることを発見しました。初期の試験では、この生物殺虫剤が哺乳動物の細胞に対して明らかな毒性作用を持たず、標準的な蚊の餌に溶解すると蚊に容易に摂取され、化学殺虫剤とは異なり、10世代の使用後でも蚊の遺伝的耐性の発現につながらないことも判明した。軽度の暴露。
新しい研究では、研究者らはブルキナファソの実験室条件と「モスキートスフィア」施設（村や農業環境を模倣した大きなネットで囲まれた空間）で新しい生物農薬をテストした。この生物殺虫剤は実験室と野生で捕獲された細菌の両方を死滅させた ハマダラカ、さまざまな種類の化学殺虫剤に対する耐性を持つものも含まれます。たとえ生物農薬が昆虫を殺さなかったとしても、昆虫の化学殺虫剤耐性は大幅に逆転しました。
最高用量の 200 mg/ml で、この生物農薬はモスキートスフィア施設内の蚊の大部分を一掃し、研究者の数学的モデリングは、生物農薬が現実世界の条件下で地域の蚊の個体数を劇的に減少させることを示唆しました。
たとえ低用量であっても生物農薬に曝露された蚊は、吸血のための宿主を探す能力も著しく損なわれた。実験でマラリア原虫に感染した血液を摂取することに成功した比較的少数の昆虫では、寄生虫が蚊に感染する能力も急激に低下した。これらの結果は、生物農薬全体がマラリア伝播を減らす上で非常に強力な効果がある可能性があることを示唆しています。
研究者らのこれまでの結果は、この生物殺虫剤が蚊の主要な解毒酵素の活性を改変することによって作用し、本質的に昆虫の解毒システムを蚊に対抗させることによって機能することを示唆している。これは、なぜ生物殺虫剤が化学殺虫剤とこれほど強力な相乗効果をもたらすのかを説明することになるだろう。
研究者らは現在、この新しい生物農薬について米国環境保護庁の承認を求め、マラリア発生率を減らす能力をさらに評価するために大規模な野外試験を設定する予定である。
彼らはまた、その成分を特定するためのさらなる実験を計画しています。 色素細菌 それが強力な抗蚊効果を説明します。
「生物農薬に焦点を当てるのは私の意図ではありませんでした」と、マラリア蚊の免疫を主な焦点としてきたディモプロス氏は言う。 「しかし、それがこれらの発見がうまくいった方法であり、マラリアを抑制する可能性のある新しいものを特定したことは興奮しています。」
「クロモバクテリウム生物農薬がマラリア媒介蚊の殺虫剤耐性を克服」は、Chinmay Tikhe、Sare Issiaka、Yuemei Dong、Mary Kefi、Mihra Tavadia、Etienne Bilgo、Rodrigo Corder、John Marshall、Abdoulaye Diabate、George Dimopoulos の共著です。
資金は米国国際開発庁 (USAID)、革新的ベクター制御コンソーシアム、およびジョンズ・ホプキンス大学マラリア研究所から提供されました。。
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メディア連絡先: Ana Coyne [email protected] および Kris Henry [email protected]
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