pesticidaLa resistenza agli antibiotici negli artropodi vettori di malattie, importanti per l'agricoltura, la medicina veterinaria e la salute pubblica, rappresenta una seria minaccia per i programmi globali di controllo dei vettori. Studi precedenti hanno dimostrato che gli artropodi vettori ematofagi subiscono un'elevata mortalità quando ingeriscono sangue contenente inibitori della 4-idrossifenilpiruvato diossigenasi (HPPD, il secondo enzima della via metabolica della tirosina). Questo studio ha esaminato l'efficacia degli inibitori dell'HPPD presenti negli erbicidi β-trichetonici contro tre principali specie di zanzare vettrici, tra cui quelle che trasmettono malattie tradizionali come la malaria, malattie infettive emergenti come la dengue e il virus Zika, e minacce virali emergenti come il virus oropuche e il virus ursutu.Tra queste specie rientrano sia le zanzare sensibili ai piretroidi che quelle resistenti.
Solo il nitisidone (e non il mesotrione, la sulfadiazina o il tiametoxam) ha mostrato una significativa attività di controllo delle zanzare quando queste ultime sono entrate in contatto con le superfici trattate. Non è stata riscontrata alcuna differenza significativa nella suscettibilità al nitisidone tra le zanzare Anopheles gambiae sensibili agli insetticidi e i ceppi di zanzare con molteplici meccanismi di resistenza. Il composto ha dimostrato un'efficacia costante contro tutte e tre le specie di zanzare testate, indicando un'attività ad ampio spettro contro i principali vettori di malattie.
Questo studio dimostra che il nitisidone ha un nuovo meccanismo d'azione, distinto dalle attuali classificazioni dell'Insecticide Resistance Action Committee (IRAC), che agisce sul processo di digestione del sangue. L'efficacia del nitisidone contro i ceppi resistenti e la sua potenziale integrazione con le attuali misure di controllo dei vettori, come le zanzariere trattate e l'irrorazione di insetticidi in ambienti chiusi, lo rendono un candidato ideale per ampliare le strategie di prevenzione e controllo di malaria, febbre dengue, malattia da virus Zika e altre malattie virali emergenti.
È interessante notare che i bioassay standard dell'Organizzazione Mondiale della Sanità utilizzano solo zanzare nutrite con zucchero per testare le concentrazioni discriminanti di insetticidi che potrebbero non essere letali per le zanzare ematofaghe.[38] Ciò evidenzia l'importanza di considerare le potenziali differenze nelle dosi efficaci tra zanzare ematofaghe e non ematofaghe, che possono influenzare l'efficacia residua e lo sviluppo della resistenza. Sebbene le dosi discriminanti (DD) siano in genere determinate in base ai valori di LD99 per le zanzare ematofaghe, le differenze nella fisiologia degli insetti possono influenzare la loro suscettibilità e, pertanto, testare solo le zanzare ematofaghe potrebbe non riflettere completamente la gamma dei livelli di resistenza.
Questo studio si è concentrato sull'efficacia di tre specie di zanzare – Anopheles gambiae, Aedes aegypti e Culex quinquefasciatus – in un test di suzione del sangue, che simula l'atterraggio di una zanzara su una parete e funge da bersaglio per il trattamento degli ambienti interni con insetticidi a lunga durata d'azione (IRS). Tutte le zanzare femmine sono state uccise al contatto con superfici rivestite di nitisidone, ma non con altri inibitori della β-trichetone HPPD. Sfruttare l'assorbimento degli inibitori HPPD da parte delle zampe delle zanzare rappresenta una strategia promettente per superare la resistenza agli insetticidi e migliorare il controllo dei vettori. Questo studio supporta la necessità di ulteriori ricerche e sviluppo del nitisidone per il trattamento degli ambienti interni con insetticidi a lunga durata d'azione, come alternativa agli insetticidi spray attualmente in uso.
Sono stati confrontati tre metodi per valutare l'efficacia del nitisidone come insetticida esterno. Sono state analizzate le differenze tra i test che utilizzavano l'applicazione topica, l'applicazione sulle zampe degli insetti e l'applicazione in flacone, nonché il metodo di applicazione, il metodo di somministrazione dell'insetticida e il tempo di esposizione.
Tuttavia, nonostante la differenza nei tassi di mortalità tra New Orleans e Mukhza alla dose più elevata, tutte le altre concentrazioni si sono dimostrate più efficaci a New Orleans (sensibile) che a Mukhza (resistente) dopo 24 ore.
Per esplorare strategie innovative di controllo dei vettori, un approccio promettente per la scoperta di nuovi composti insetticidi consiste nell'estendere la ricerca oltre i tradizionali bersagli del sistema nervoso e dei geni di detossificazione, includendo i meccanismi di ematofagia degli insetti. Studi precedenti hanno dimostrato che il nitisidone è tossico in seguito all'ingestione da parte di insetti ematofagi o dopo l'assorbimento epidermico a seguito dell'applicazione topica (utilizzando un solvente).
L'integrazione dei dati provenienti da più metodi di rilevamento può migliorare l'affidabilità delle valutazioni dell'efficacia degli insetticidi. Tuttavia, va notato che, dei tre metodi considerati, il metodo di applicazione topica è il meno rappresentativo delle reali condizioni sul campo. L'applicazione diretta di insetticidi sul torace delle zanzare utilizzando una soluzione acquosa non simula la tipica esposizione di Anopheles gambiae sl. [47], sebbene possa fornire un'indicazione approssimativa della suscettibilità di Anopheles a un particolare composto. Sebbene entrambi i metodi, quello della piastra di vetro e quello della bottiglia, misurino la bioattività attraverso il contatto con le zampe, i loro risultati non sono direttamente confrontabili. Le differenze nel tempo di esposizione e nella copertura della superficie possono influenzare significativamente la mortalità osservata con ciascun metodo di rilevamento; pertanto, la scelta di un metodo di rilevamento appropriato è fondamentale per valutare accuratamente l'efficacia degli insetticidi.
La nebulizzazione di insetticidi ad effetto residuo (RIA) sfrutta il comportamento di riposo post-alimentazione delle zanzare, inducendole a ingerire insetticidi al contatto con le superfici trattate. La degradazione dell'insetticida, la copertura di nebulizzazione insufficiente e la manipolazione delle superfici trattate (ad esempio, il lavaggio delle pareti dopo il trattamento) possono ridurre significativamente l'efficacia del RIA. Questi problemi portano a due difficoltà: (1) le zanzare possono sopravvivere all'esposizione a dosi non letali; e (2) sebbene la resistenza sia principalmente guidata dalla selezione letale, l'esposizione ripetuta a dosi subletali può promuovere l'evoluzione della resistenza consentendo ad alcuni individui resistenti di sopravvivere e mantenendo gli alleli associati a una ridotta suscettibilità [54]. Poiché abbiamo utilizzato zanzare ematofaghe invece delle zanzare zuccherine standard del settore, non è stato possibile un confronto diretto con i dati pubblicati in precedenza. Tuttavia, un confronto della dose discriminante (DD) e della forma della curva dose-risposta del nitisidone con i dati per altri composti [47] è incoraggiante. La dose discriminante combina un tempo di esposizione fisso e la quantità di insetticida applicata alla fiala, con la quantità di composto adsorbito a seconda del tempo di contatto effettivo sulla zampa. Sulla base di questi risultati, il nitisidone è più potente di tiametoxam, spinosad, mefenoxam e dinotefuran [47], rendendolo un candidato ideale per nuove formulazioni di insetticidi per interni che richiedono ulteriore ottimizzazione. Considerando la pendenza della curva dose-risposta (che è stata approssimata calcolando le pendenze LC95 e LC50 nella Figura 3), il nitisidone ha avuto la curva più ripida, indicando la sua elevata efficacia. Ciò è coerente con studi precedenti sul nitisidone in test di alimentazione ematica e topici su un altro vettore dittero, la mosca tse-tse (Glossina morsitans morsitans) [26]. Abbiamo brevemente testato l'efficacia del nitisidone (utilizzando un test su piastra di vetro) esponendo le zanzare Kissou (Figura S1A) o le zanzare New Orleans (Figura S1B) al nitisidone prima del pasto. Il nitisidone è rimasto efficace sulle zampe, simulando lo scenario di zanzare che atterrano su una parete trattata con nitisidone prima del pasto, il che richiede ulteriori indagini. L'efficacia del nitisidone (e di altri inibitori dell'HPPD) sulle zampe può essere migliorata dalla combinazione con coadiuvanti come il metil estere di colza (RME), come descritto per altri insetticidi [44, 55]. Testando gli effetti dell'RME su *Gnaphalium affine* prima del pasto (Figura S2), abbiamo scoperto che a una concentrazione di 5 mg/m², la combinazione con coadiuvanti come l'RME ha aumentato significativamente la mortalità delle zanzare.
È interessante studiare la cinetica di uccisione delle zanzare da parte del nitisidone non formulato in vari ceppi resistenti. La mortalità più lenta del ceppo VK7 2014 potrebbe essere dovuta a un ispessimento dell'epidermide, a una riduzione del consumo di sangue o a una digestione accelerata del sangue, fattori che non abbiamo indagato. Il nitisidone ha mostrato una bassa tossicità per il ceppo di zanzara resistente Culex muheza, suggerendo la necessità di ulteriori studi a concentrazioni più elevate (da 25 a 125 mg/m²). Inoltre, analogamente a Culex, le zanzare Aedes sono meno sensibili al nitisidone rispetto alle Anopheles, il che potrebbe indicare differenze fisiologiche tra le due specie in termini di consumo di sangue e velocità di digestione [27]. Queste differenze evidenziano l'importanza di comprendere le caratteristiche specie-specifiche quando si valutano gli insetticidi attivati dal sangue. Nonostante la sua azione emodipendente e ritardata, il nitisidone potrebbe avere un valore pratico perché può agire prima che le zanzare depongano le uova o ridurne la fecondità complessiva. Grazie al suo meccanismo d'azione unico, che consiste nell'inibire la via di degradazione della tirosina attraverso l'inibizione della 4-idrossifenilpiruvato diossigenasi (HPPD), il nitisidone si prospetta come una promettente opzione nell'ambito di una strategia completa per il controllo dei vettori. Tuttavia, è necessario considerare la possibilità di sviluppo di resistenza al farmaco a causa di mutazioni nel sito bersaglio o di adattamenti metabolici, e ulteriori ricerche sono attualmente in corso per approfondire questi meccanismi.
I nostri risultati dimostrano che il nitisidone uccide le zanzare ematofaghe tramite contatto con le zampe, un meccanismo non osservato con mesotrione, sulfadiazina e tiametoxam. Questo effetto letale non fa distinzione tra ceppi di zanzare sensibili o altamente resistenti ad altre classi di insetticidi, inclusi piretroidi, organoclorurati e potenziali carbammati. Inoltre, l'efficacia dell'assorbimento epidermico del nitisidone non è limitata alle specie di Anopheles; ciò è confermato dalla sua efficacia contro Culex pipiens pallens e Aedes aegypti. I nostri dati supportano la necessità di ulteriori ricerche per ottimizzare l'assorbimento del nitisidone, ad esempio potenziando chimicamente l'assorbimento epidermico o utilizzando adiuvanti. Grazie al suo meccanismo d'azione unico, il nitisidone sfrutta efficacemente il comportamento ematofago delle zanzare femmine. Ciò lo rende un candidato ideale per innovativi spray insetticidi per interni e zanzariere ad azione insetticida di lunga durata, soprattutto in aree in cui i metodi tradizionali di controllo delle zanzare sono indeboliti dalla rapida diffusione della resistenza ai piretroidi.
Data di pubblicazione: 23-12-2025