Racun perosakRintangan dalam artropod pembawa penyakit, yang penting untuk pertanian, sains veterinar dan kesihatan awam, menimbulkan ancaman serius kepada program kawalan vektor global. Kajian terdahulu telah menunjukkan bahawa vektor artropod penghisap darah mengalami kematian yang tinggi apabila menelan perencat yang mengandungi darah iaitu 4-hidroksifenilpiruvat dioksigenase (HPPD, enzim kedua dalam laluan metabolik tirosin). Kajian ini mengkaji keberkesanan perencat HPPD dalam racun herba β-triketon terhadap tiga spesies vektor nyamuk utama, termasuk yang menyebarkan penyakit tradisional seperti malaria, penyakit berjangkit yang baru muncul seperti demam denggi dan virus Zika, dan ancaman virus yang baru muncul seperti virus oropuche dan virus ursutu.Spesies ini termasuk nyamuk yang mudah terdedah kepada piretroid dan nyamuk yang tahan piretroid.
Hanya nitisidon (bukan mesotrion, sulfadiazin atau tiametoksam) yang menunjukkan aktiviti kawalan nyamuk yang ketara apabila nyamuk penghisap darah bersentuhan dengan permukaan yang dirawat. Tiada perbezaan ketara dalam kerentanan terhadap nitisidon ditemui antara nyamuk Anopheles gambiae yang sensitif terhadap racun serangga dan strain nyamuk dengan pelbagai mekanisme rintangan. Sebatian tersebut menunjukkan keberkesanan yang konsisten terhadap ketiga-tiga spesies nyamuk yang diuji, menunjukkan aktiviti spektrum luas terhadap vektor penyakit utama.
Kajian ini menunjukkan bahawa nitisidon mempunyai mekanisme tindakan baharu, berbeza daripada klasifikasi Jawatankuasa Tindakan Rintangan Insektisida (IRAC) sedia ada, yang mensasarkan proses pencernaan darah. Keberkesanan Nitisidon terhadap strain yang tahan dan potensinya untuk disepadukan dengan langkah kawalan vektor sedia ada, seperti kelambu yang dirawat dan penyemburan racun serangga dalaman, menjadikannya calon yang ideal untuk memperluaskan strategi pencegahan dan kawalan untuk malaria, demam denggi, penyakit virus Zika dan penyakit virus baru muncul yang lain.
Menariknya, ujian bio piawai Pertubuhan Kesihatan Sedunia hanya menggunakan nyamuk yang diberi makan gula untuk menguji kepekatan insektisida diskriminan yang mungkin tidak membawa maut kepada nyamuk penghisap darah.[38] Ini menekankan kepentingan mempertimbangkan potensi perbezaan dalam dos berkesan antara nyamuk penghisap darah dan bukan penghisap darah, yang mungkin mempengaruhi keberkesanan sisa dan perkembangan rintangan. Walaupun dos diskriminan (DD) biasanya ditentukan berdasarkan nilai LD99 untuk nyamuk penghisap darah, perbezaan dalam fisiologi serangga boleh mempengaruhi kerentanan mereka, dan oleh itu menguji hanya nyamuk penghisap darah mungkin tidak mencerminkan sepenuhnya julat tahap rintangan.
Kajian ini memberi tumpuan kepada keberkesanan tiga spesies nyamuk—Anopheles gambiae, Aedes aegypti, dan Culex quinquefasciatus—dalam ujian menghisap darah, yang mensimulasikan pendaratan nyamuk di dinding dan berfungsi sebagai sasaran untuk rawatan dalaman dengan racun serangga tahan lama (IRS). Semua nyamuk betina dibunuh apabila bersentuhan dengan permukaan bersalut nitisidon, tetapi tidak dengan perencat β-triketon HPPD yang lain. Memanfaatkan penyerapan perencat HPPD oleh kaki nyamuk merupakan strategi yang menjanjikan untuk mengatasi rintangan racun serangga dan meningkatkan kawalan vektor. Kajian ini menyokong keperluan untuk penyelidikan dan pembangunan nitisidon selanjutnya untuk rawatan dalaman dengan racun serangga tahan lama sebagai alternatif kepada semburan racun serangga sedia ada.
Tiga kaedah untuk menilai keberkesanan nitisidone sebagai racun serangga luaran telah dibandingkan. Perbezaan telah dianalisis antara ujian menggunakan aplikasi topikal, aplikasi kaki serangga dan aplikasi botol, serta kaedah aplikasi, kaedah penghantaran racun serangga dan masa pendedahan.
Walau bagaimanapun, meskipun terdapat perbezaan kadar kematian antara New Orleans dan Mukhza pada dos tertinggi, semua kepekatan lain adalah lebih berkesan di New Orleans (rentan) berbanding di Mukhza (tahan) selepas 24 jam.
Untuk meneroka strategi kawalan vektor yang inovatif, pendekatan yang menjanjikan untuk menemui sebatian insektisida baharu adalah dengan mengembangkan penyelidikan melangkaui sasaran tradisional sistem saraf dan gen detoksifikasi untuk memasukkan mekanisme penghisap darah serangga. Kajian terdahulu telah menunjukkan bahawa nitisidon adalah toksik selepas pengambilan oleh serangga penghisap darah atau selepas penyerapan epidermis selepas aplikasi topikal (menggunakan pelarut).
Mengintegrasikan data daripada pelbagai kaedah pengesanan boleh meningkatkan kebolehpercayaan penilaian keberkesanan racun serangga. Walau bagaimanapun, perlu diingatkan bahawa daripada tiga kaedah yang dipertimbangkan, kaedah aplikasi topikal adalah yang paling kurang mewakili keadaan lapangan sebenar. Penggunaan racun serangga secara langsung pada toraks nyamuk menggunakan larutan akueus tidak menyerupai pendedahan tipikal kepada Anopheles gambiae sl. [47], walaupun ia mungkin memberikan petunjuk anggaran tentang kerentanan Anopheles terhadap sebatian tertentu. Walaupun kedua-dua kaedah plat kaca dan botol mengukur bioaktiviti melalui sentuhan kaki, keputusannya tidak dapat dibandingkan secara langsung. Perbezaan dalam masa pendedahan dan liputan permukaan boleh mempengaruhi kematian yang diperhatikan dengan ketara dengan setiap kaedah pengesanan; oleh itu, memilih kaedah pengesanan yang sesuai adalah penting untuk menilai keberkesanan racun serangga dengan tepat.
Penyemburan racun serangga kesan sisa (RIA) mengeksploitasi tingkah laku rehat selepas makan nyamuk, menyebabkan mereka menelan racun serangga apabila bersentuhan dengan permukaan yang dirawat. Degradasi racun serangga, liputan semburan yang tidak mencukupi, dan pengendalian permukaan yang dirawat (contohnya, mencuci dinding selepas rawatan) boleh mengurangkan keberkesanan RIA dengan ketara. Isu-isu ini membawa kepada dua kesukaran: (1) nyamuk boleh hidup selepas terdedah kepada dos yang tidak membawa maut; dan (2) walaupun rintangan terutamanya didorong oleh pemilihan yang membawa maut, pendedahan berulang kepada dos sublethal boleh menggalakkan evolusi rintangan dengan membenarkan sesetengah individu yang tahan untuk hidup dan mengekalkan alel yang berkaitan dengan kerentanan yang berkurangan [54]. Oleh kerana kami menggunakan nyamuk penghisap darah dan bukannya nyamuk penghisap gula standard industri, perbandingan langsung dengan data yang diterbitkan sebelum ini tidak mungkin. Walau bagaimanapun, perbandingan dos pembeza (DD) dan bentuk lengkung tindak balas dos nitisidon dengan data untuk sebatian lain [47] adalah menggalakkan. Dos pembeza menggabungkan masa pendedahan tetap dan jumlah racun serangga yang digunakan pada vial, dengan jumlah sebatian yang terserap bergantung pada masa sentuhan sebenar pada tapak kaki. Berdasarkan keputusan ini, nitisidon lebih kuat daripada tiametoksam, spinosad, mefenoksam, dan dinotefuran [47], menjadikannya calon ideal untuk formulasi racun serangga dalaman baharu yang memerlukan pengoptimuman lanjut. Memandangkan cerun lengkung dos-respons (yang dianggarkan dengan mengira cerun LC95 dan LC50 dalam Rajah 3), nitisidon mempunyai lengkung paling curam, menunjukkan keberkesanannya yang tinggi. Ini selaras dengan kajian nitisidon terdahulu dalam ujian pemberian darah dan topikal pada vektor dipteran lain, lalat tsetse (Glossina morsitans morsitans) [26]. Kami menguji secara ringkas keberkesanan nitisidon (menggunakan ujian plat kaca) dengan mendedahkan nyamuk Kissou (Rajah S1A) atau nyamuk New Orleans (Rajah S1B) kepada nitisidon sebelum memberi makan. Nitisidon kekal berkesan pada kaki, mensimulasikan senario nyamuk hinggap di dinding yang dirawat dengan nitisidon sebelum memberi makan, yang memerlukan siasatan lanjut. Keberkesanan nitisidone (dan perencat HPPD lain) pada kaki boleh dipertingkatkan dengan kombinasi dengan adjuvan seperti metil ester rapeseed (RME), seperti yang diterangkan untuk racun serangga lain [44, 55]. Dengan menguji kesan RME pada *Gnaphalium affine* sebelum diberi makan (Rajah S2), kami mendapati bahawa pada kepekatan 5 mg/m², kombinasi dengan adjuvan seperti RME meningkatkan kematian nyamuk dengan ketara.
Kinetik pembunuhan nyamuk oleh nitisidon yang tidak diformulasikan dalam pelbagai strain yang tahan adalah menarik. Kematian strain VK7 2014 yang lebih perlahan mungkin disebabkan oleh epidermis yang menebal, pengurangan penggunaan darah, atau penghadaman darah yang dipercepatkan—faktor yang tidak kami kaji. Nitisidon menunjukkan ketoksikan yang rendah terhadap strain nyamuk Culex muheza yang tahan, menunjukkan keperluan untuk kajian lanjut pada kepekatan yang lebih tinggi (25 hingga 125 mg/m²). Tambahan pula, sama seperti Culex, nyamuk Aedes kurang sensitif terhadap nitisidon berbanding Anopheles, yang mungkin menunjukkan perbezaan fisiologi antara kedua-dua spesies dari segi penggunaan darah dan kadar penghadaman [27]. Perbezaan ini menonjolkan kepentingan memahami ciri-ciri khusus spesies semasa menilai racun serangga yang diaktifkan darah. Walaupun tindakannya bergantung kepada darah dan tertangguh, nitisidon mungkin mempunyai nilai praktikal kerana ia boleh bertindak sebelum nyamuk bertelur atau mengurangkan kesuburan keseluruhannya. Disebabkan mekanisme tindakannya yang unik, yang mensasarkan laluan degradasi tirosin dengan menghalang 4-hidroksifenilpiruvat dioksigenase (HPPD), nitisidon menjanjikan sebagai sebahagian daripada strategi kawalan vektor yang komprehensif. Walau bagaimanapun, kemungkinan untuk membangunkan rintangan ubat akibat mutasi di tapak sasaran atau penyesuaian metabolik mesti dipertimbangkan, dan penyelidikan lanjut sedang dijalankan untuk meneroka mekanisme ini.
Keputusan kami menunjukkan bahawa nitisidon membunuh nyamuk penghisap darah melalui sentuhan kaki, satu mekanisme yang tidak diperhatikan dengan mesotrion, sulfadiazin, dan tiametoksam. Kesan pembunuhan ini tidak membezakan antara strain nyamuk yang sensitif atau sangat tahan terhadap kelas racun serangga lain, termasuk piretroid, organoklorida, dan karbamat yang berpotensi. Tambahan pula, kecekapan penyerapan epidermis nitisidon tidak terhad kepada spesies Anopheles; ini disahkan oleh keberkesanannya terhadap Culex pipiens pallens dan Aedes aegypti. Data kami menyokong keperluan untuk penyelidikan lanjut untuk mengoptimumkan penyerapan nitisidon, contohnya, dengan meningkatkan penyerapan epidermis secara kimia atau menggunakan adjuvan. Melalui mekanisme tindakannya yang unik, nitisidon berkesan mengeksploitasi tingkah laku penghisap darah nyamuk betina. Ini menjadikannya calon yang ideal untuk semburan insektisida dalaman dan kelambu yang inovatif dengan tindakan insektisida yang tahan lama, terutamanya di kawasan di mana kaedah kawalan nyamuk tradisional dilemahkan oleh penyebaran rintangan piretroid yang pesat.
Masa siaran: 23 Dis-2025