Lupta împotriva bolilor infecțioase este o cursă împotriva evoluției. Bacteriile dezvoltă rezistență la antibiotice, iar virusurile evoluează constant pentru a se răspândi mai repede. Bolile transmise de insecte reprezintă un alt câmp de luptă evolutiv: insectele însele dezvoltă rezistență la otrăvurile pe care oamenii le folosesc pentru a le ucide.
În special, malaria transmisă de țânțari ucide peste 600.000 de oameni anual. De la al Doilea Război Mondial încoace,insecticide—arme chimice concepute pentru a ucide țânțarii Anopheles infectați cu parazitul malariei — au fost folosite pentru combaterea malariei.
Totuși, țânțarii dezvoltă rapid strategii pentru a le face...insecticidele sunt ineficiente, expunând milioane de oameni la un risc crescut de infecții fatale. Studiul meu publicat recent, realizat împreună cu colegii, explică de ce.
Ca genetician evoluționist, studiez selecția naturală - baza evoluției adaptive. Variațiile genetice cele mai benefice pentru supraviețuire le înlocuiesc pe cele dezavantajoase, ducând la schimbări la nivelul speciilor. Capacitățile evolutive ale țânțarului Anopheles sunt cu adevărat uimitoare.
La mijlocul anilor 1990, majoritatea țânțarilor Anopheles din Africa erau sensibili la insecticidele piretroide, derivate inițial din crizanteme. Controlul țânțarilor se baza în principal pe două metode pe bază de piretroizi: plase de țânțari tratate cu insecticide pentru a proteja țânțarii care dorm și spray-uri de insecticid rezidual pe pereții clădirilor. Numai aceste două metode au prevenit probabil peste 500 de milioane de cazuri de malarie între 2000 și 2015.
Cu toate acestea, țânțarii din Ghana până în Malawi dezvoltă acum frecvent rezistență la pesticide în concentrații de 10 ori mai mari decât doza letală anterioară. Pe lângă măsurile de control al țânțarilor Anopheles, activitățile agricole pot expune accidental țânțarii la insecticide piretroide, exacerbându-le și mai mult rezistența.
În unele părți ale Africii, țânțarii Anopheles au dezvoltat rezistență la patru clase de insecticide utilizate pentru combaterea malariei.
Țânțarii Anopheles și paraziții malariei se găsesc și în afara Africii, unde cercetările privind rezistența la pesticide sunt mai puțin frecvente.
În mare parte a Americii de Sud, principalul vector al malariei este țânțarul Anopheles darlingi. Acest țânțar este atât de diferit de vectorii malariei din Africa încât ar putea aparține unui gen diferit - Nyssorhynchus. Împreună cu colegi din opt țări, am analizat genomurile a peste 1.000 de țânțari Anopheles darlingi pentru a înțelege diversitatea lor genetică, inclusiv orice modificări cauzate de activitatea umană recentă. Colegii mei au colectat acești țânțari din 16 locații de pe un vast teritoriu care se întinde de la coasta atlantică a Braziliei până la coasta Pacificului din Anzi, în Columbia.
Am descoperit că, la fel ca rudele sale africane, *Anopheles darlingi* prezintă o diversitate genetică extrem de ridicată - de peste 20 de ori mai mare decât cea a oamenilor - ceea ce indică o populație foarte numeroasă. Speciile cu un fond genetic atât de mare sunt bine adaptate la noile provocări. Atunci când o populație este atât de mare, crește probabilitatea apariției unor mutații adecvate care să ofere un avantaj dorit. Odată ce această mutație începe să se răspândească, datorită avantajului numeric, nici măcar moartea aleatorie a câtorva țânțari nu va duce la dispariția sa completă.
În schimb, vulturul pleșuv, originar din Statele Unite, nu a dezvoltat niciodată rezistență la insecticidul DDT și, în cele din urmă, s-a confruntat cu dispariția. Eficiența evolutivă a milioane de insecte depășește cu mult cea a doar câteva mii de păsări. De fapt, în ultimele decenii, am observat semne de evoluție adaptivă în genele asociate cu rezistența la medicamente la țânțarii Anopheles darlingi.
Piretroizii și DDT-ul, printre alte insecticide, acționează asupra aceleiași ținte moleculare: canalele ionice care se pot deschide și închide în celulele nervoase. Când aceste canale sunt deschise, celulele nervoase stimulează alte celule. Insecticidele forțează aceste canale să rămână deschise și să continue transmiterea impulsurilor, ducând la paralizia și moartea insectelor. Cu toate acestea, insectele pot dezvolta rezistență prin schimbarea formei canalelor.
Studiile genetice anterioare efectuate de alți oameni de știință, precum și studiul nostru, nu au descoperit acest tip de rezistență la Anopheles darlingi. În schimb, am descoperit că rezistența se dezvoltă într-un mod diferit: printr-un set de gene care codifică enzime care descompun compușii toxici. Activitatea ridicată a acestor enzime, cunoscute sub numele de P450, este adesea responsabilă de dezvoltarea rezistenței la pesticide la alți țânțari. De la apariția utilizării pesticidelor la mijlocul secolului al XX-lea, același set de gene P450 a suferit mutații independente de cel puțin șapte ori în America de Sud.
În Guyana Franceză, un alt set de gene P450 a prezentat, de asemenea, un model evolutiv similar, confirmând în continuare legătura strânsă dintre aceste enzime și adaptare. În plus, atunci când țânțarii au fost plasați în recipiente sigilate și expuși la insecticide piretroide, diferențele dintre genele P450 ale țânțarilor individuali au fost corelate cu timpul lor de supraviețuire.
În America de Sud, campaniile de combatere a malariei la scară largă, care au folosit pesticide, au fost doar sporadice și este posibil să nu fi fost principalul factor determinant al evoluției țânțarilor. În schimb, țânțarii ar fi putut fi expuși indirect la pesticidele agricole. Interesant este că am observat cele mai pronunțate semne de evoluție în regiunile cu agricultură dezvoltată.
În ciuda apariției de noi vaccinuri și a altor progrese în controlul malariei în ultimii ani, controlul țânțarilor rămâne esențial pentru reducerea răspândirii malariei.
Mai multe țări testează ingineria genetică pentru a combate malaria. Această tehnologie implică modificarea genetică a populațiilor de țânțari pentru a reduce numărul acestora sau rezistența lor la parazitul malariei. Deși adaptabilitatea remarcabilă a țânțarilor poate reprezenta o provocare, perspectivele sunt promițătoare.
Colegii mei și cu mine lucrăm la îmbunătățirea metodelor de detectare a rezistenței emergente la pesticide. Secvențierea genomului rămâne crucială pentru detectarea răspunsurilor evolutive noi sau neașteptate. Riscul adaptativ este cel mai mare sub o presiune selectivă prelungită și intensă; prin urmare, minimizarea, modificarea și eșalonarea utilizării pesticidelor pot ajuta la prevenirea dezvoltării rezistenței.
Monitorizarea coordonată și răspunsurile adecvate sunt esențiale pentru combaterea rezistenței la medicamente în evoluție. Spre deosebire de evoluție, oamenii sunt capabili să prezică viitorul.
Jacob A. Tennessen a primit finanțare de la Institutele Naționale de Sănătate prin intermediul Școlii de Sănătate Publică TH Chan de la Harvard și al Institutului Broad.
Data publicării: 21 aprilie 2026
