Experimentell bekämpningsmedel kunde stoppa mygg genom att ha hackat sina immunsystem

Med all respekt för pestrotter är myggor de mest ökända sjukdomsbärarna på planeten. Deras bett överför dödliga infektioner inklusive malaria, gul feber, West Nile-virus, denguefeber och Zika-viruset. Världshälsoorganisationen uppskattar att myggor är ansvariga för miljontals dödsfall och hundratals miljoner fall varje år, vilket gör att dessa skadedjur är en av de största, viktigaste utmaningarna för folkhälsan i världen idag.

Bekämpningsmedel är ett uppenbart sätt att minska myggpopulationer, men vi löper in i samma problem här som vi har med antibiotikaresistenta bakterier. Ja, bekämpningsmedel kommer att torka bort några av myggorna, men de som överlever kommer naturligt att ha hårdare immunsystem som kan motstå bekämpningsmedel. De kommer att vidarebefordra sitt motstånd mot sina avkommor, vilket innebär att bekämpningsmedel blir mindre och mindre effektiva med varje generation. Detta är överlevnad av de fittest på sin mest grundläggande. Värre, sprutning av mer bekämpningsmedel för att kompensera för myggans motstånd skadar bara miljön. Att använda en bakteriebaserad "biopesticid" kan hjälpa, men det kan även skada miljön om den sprutas i tillräckligt höga halter.

Nu arbetar forskare vid Belgiens universitet i Leuven på ett genialt sätt att väsentligen hacka myggmassans immunsystem och minska deras motståndskraft. I naturen avger insekter som backswimmer kemiska signaler som myggor kan känna för att låta dem veta att rovdjur är nära. Detta skapar ett stressrespons som i slutändan försvagar myggans bekämpningsmedelsresistens.

"Organismer reagerar på möjlig predation (när man känner av rovdjur) med ett flyg- eller kampsvar, eller de håller sig så immobila som möjligt för att inte få rovdjurets uppmärksamhet", säger forskaren Lin Op de Beeck vid universitetet i Leuven Omvänd. Hon förklarar att dessa kemiska reaktioner gör att myggor spenderar energi, och att undvika rovdjur lämnar ofta inte tillräckligt med tid för att hitta mat. "Detta kommer alla att resultera i mindre energi tillgänglig, därför kommer all energi att gå för att bibehålla basala funktioner i ämnesomsättningen och se till att inte bli ätit."

Op de Beeck säger att de komplexa molekylerna som utgör insekts immunförsvar är några av de mest energiintensiva att producera, så att förtvinga myggs energi på annat håll snabbt kommer att kompromissa motståndet. Forskare har nyligen funderat på hur man skapar artificiella rovdjur, och nu har Op de Beeck kombinerat dessa syntetiska signaler med biopesticiden Bti, vilket skapar ett potentiellt kraftfullt nytt vapen mot myggor.

Resultaten från ett laboratorieexperiment var lovande. Rovdjuranordningarna försvagade myggets motstånd, att även en icke-dödlig dos av Bti hade höga dödlighetstal. Myggorna som överlevde hade permanent komprometterat immunförsvar, vilket innebar att de var mindre benägna att leva tillräckligt länge för att upprätthålla de parasiter de hade genom sina inkubationsperioder.

Men kan myggpopulationer bli resistenta mot en cocktail av Bti och syntetiska rovdjurskurar precis som de har med andra bekämpningsmedel? Det här är det naturliga urvalet nu fungerar till vår fördel, enligt Op de Beeck. "Att uppnå resistens mot syntetiska / naturliga rovdjur är väldigt maladaptiva, för när man känner av en rovdjur bör rovdjur vara varna för att inte bli ätna", berättar hon Omvänd. "Därför kommer det inte att hända att bli resistent mot rovdjur."

Med andra ord tjänar rovdjursignaler fortfarande ett avgörande syfte för att undvika, ja rovdjur. Myggor som är naturligt resistenta mot rovdjursljud kan göra bättre när de kommer i kontakt med denna soppa upp bekämpningsmedel, men de är också mycket sannolikt att få ätas av en backswimmer långt innan då. Som en tilläggsbonus innebär att vi använder spjällsignaler kan vi spraya mycket lägre doser av biopesticiderna, vilket skulle minska trycket på myggpopulationer för att anpassa och sänka utvecklingen av resistens mot biopesticiderna.

Det är dags att testa det i naturen

Nästa steg kommer att vara för forskarna att ta sin cocktail ut ur laboratoriet och in i det vilda. Även om dessa preliminära resultat i laboratoriet är lovande, garanterar det inte att bekämpningsmedlet kommer att vara lika framgångsrikt i naturen, där många olika faktorer - till exempel tillgång till mat och temperatur - kan påverka hur väl bekämpningsmedel fungerar. Op de Beeck är optimistisk, hennes team är på rätt väg mot att hitta en bättre och mer miljövänlig bekämpningsmedel.

"Det är viktigt med de ökande bekymmerna för Bti att investera i att skapa nya strategier som kan leda till en effektivare och mer hållbar användning av denna biologiska bekämpningsmedel på lång sikt, eftersom det är ett bra alternativ till kemiska bekämpningsmedel", säger hon. "Och kombinationen med syntetiska rovdjurstrumpor verkar vara ett mycket lovande sätt att gå vidare, eftersom de ökar toxiciteten hos Bti och försämrar myggmikrosystemet."

Om hon har rätt, kan folkhälsofördelarna vara oförutsägbara. Nåväl, det är inte helt sant - men beräkningarna måste börja i miljontals liv.