Dalla sua scoperta a Gibuti nel 2012, la zanzara asiatica Anopheles stephensi si è diffusa in tutto il Corno d'Africa. Questo vettore invasivo continua a diffondersi in tutto il continente, rappresentando una seria minaccia per i programmi di controllo della malaria. I metodi di controllo dei vettori, tra cui zanzariere trattate con insetticidi e irrorazioni residuali in ambienti chiusi, hanno ridotto significativamente l'incidenza della malaria. Tuttavia, la crescente prevalenza di zanzare resistenti agli insetticidi, comprese le popolazioni di Anopheles stephensi, sta ostacolando gli sforzi in corso per l'eliminazione della malaria. Comprendere la struttura della popolazione, il flusso genico tra le popolazioni e la distribuzione delle mutazioni che causano la resistenza agli insetticidi è essenziale per orientare strategie efficaci di controllo della malaria.
Migliorare la nostra comprensione di come An. stephensi si sia insediato così stabilmente nell'HOA è fondamentale per prevedere la sua potenziale diffusione in nuove aree. La genetica delle popolazioni è stata ampiamente utilizzata per studiare le specie vettrici al fine di ottenere informazioni sulla struttura della popolazione, sulla selezione in corso e sul flusso genico18,19. Per An. stephensi, lo studio della struttura della popolazione e della struttura del genoma può aiutare a chiarire il suo percorso di invasione e qualsiasi evoluzione adattativa che possa essersi verificata dalla sua comparsa. Oltre al flusso genico, la selezione è particolarmente importante perché può identificare gli alleli associati alla resistenza agli insetticidi e far luce su come questi alleli si stanno diffondendo all'interno della popolazione20.
Ad oggi, i test sui marcatori di resistenza agli insetticidi e sulla genetica di popolazione della specie invasiva Anopheles stephensi si sono limitati a pochi geni candidati. L'origine della specie in Africa non è del tutto chiara, ma un'ipotesi è che sia stata introdotta dall'uomo o dal bestiame. Altre teorie includono la migrazione a lunga distanza tramite il vento. Gli isolati etiopi utilizzati in questo studio sono stati raccolti ad Awash Sebat Kilo, una città situata a 200 km a est di Addis Abeba e sul principale corridoio di trasporto tra Addis Abeba e Gibuti. Awash Sebat Kilo è un'area con un'elevata trasmissione di malaria e presenta una vasta popolazione di Anopheles stephensi, che è nota per essere resistente agli insetticidi, il che la rende un sito importante per lo studio della genetica di popolazione di Anopheles stephensi8.
La mutazione di resistenza agli insetticidi kdr L1014F è stata rilevata a bassa frequenza nella popolazione etiope e non è stata rilevata nei campioni di campo indiani. Questa mutazione kdr conferisce resistenza ai piretroidi e al DDT ed è stata precedentemente rilevata nelle popolazioni di An. stephensi raccolte in India nel 2016 e in Afghanistan nel 2018.31,32 Nonostante le prove di una diffusa resistenza ai piretroidi in entrambe le città, la mutazione kdr L1014F non è stata rilevata nelle popolazioni di Mangalore e Bangalore analizzate in questo studio. La bassa proporzione di isolati etiopi portatori di questo SNP eterozigoti suggerisce che la mutazione sia comparsa di recente in questa popolazione. Ciò è supportato da uno studio precedente condotto ad Awash che non ha trovato alcuna prova della mutazione kdr nei campioni raccolti nell'anno precedente a quelli analizzati qui.18 In precedenza, abbiamo identificato questa mutazione kdr L1014F a bassa frequenza in una serie di campioni provenienti dalla stessa regione/anno utilizzando un approccio di rilevamento dell'amplicone.28 Data la resistenza fenotipica nei siti di campionamento, la bassa frequenza allelica di questo marcatore di resistenza suggerisce che meccanismi diversi dalla modificazione del sito bersaglio siano responsabili di questo fenotipo osservato.
Un limite di questo studio è la mancanza di dati fenotipici sulla risposta agli insetticidi. Sono necessari ulteriori studi che combinino il sequenziamento dell'intero genoma (WGS) o il sequenziamento mirato di ampliconi con bioassay di suscettibilità per indagare l'impatto di queste mutazioni sulla risposta agli insetticidi. Questi nuovi SNP missenso che potrebbero essere associati alla resistenza dovrebbero essere presi di mira per analisi molecolari ad alto rendimento al fine di supportare il monitoraggio e facilitare il lavoro funzionale per comprendere e validare i potenziali meccanismi associati ai fenotipi di resistenza.
In sintesi, questo studio fornisce una comprensione più approfondita della genetica delle popolazioni di zanzare Anopheles nei diversi continenti. L'applicazione dell'analisi di sequenziamento dell'intero genoma (WGS) a coorti più ampie di campioni in diverse regioni geografiche sarà fondamentale per comprendere il flusso genico e identificare i marcatori di resistenza agli insetticidi. Queste conoscenze consentiranno alle autorità sanitarie pubbliche di prendere decisioni informate in materia di sorveglianza dei vettori e utilizzo di insetticidi.
Abbiamo utilizzato due approcci per rilevare la variazione del numero di copie in questo set di dati. In primo luogo, abbiamo utilizzato un approccio basato sulla copertura, incentrato sui cluster genici CYP identificati nel genoma (Tabella Supplementare S5). La copertura del campione è stata mediata tra le sedi di raccolta e suddivisa in quattro gruppi: Etiopia, campi indiani, colonie indiane e colonie pakistane. La copertura per ciascun gruppo è stata normalizzata utilizzando il kernel smoothing e quindi tracciata in base alla profondità mediana della copertura del genoma per quel gruppo.
Data di pubblicazione: 23-06-2025