Sinds de ontdekking in Djibouti in 2012 heeft de Aziatische Anopheles stephensi-mug zich verspreid over de Hoorn van Afrika. Deze invasieve vector blijft zich over het continent verspreiden en vormt een ernstige bedreiging voor malariabestrijdingsprogramma's. Methoden voor vectorbestrijding, waaronder met insecticide behandelde klamboes en het binnenshuis besproeien met insecticiden, hebben de malarialast aanzienlijk verminderd. De toenemende prevalentie van insecticideresistente muggen, waaronder Anopheles stephensi-populaties, belemmert echter de voortdurende inspanningen om malaria uit te roeien. Inzicht in de populatiestructuur, de genenstroom tussen populaties en de verspreiding van mutaties die resistentie tegen insecticiden vertonen, is essentieel voor effectieve malariabestrijdingsstrategieën.
Het verbeteren van ons begrip van hoe An. stephensi zich zo sterk heeft gevestigd in de HOA is cruciaal om de potentiële verspreiding ervan naar nieuwe gebieden te voorspellen. Populatiegenetica is uitgebreid gebruikt om vectorsoorten te bestuderen en inzicht te krijgen in de populatiestructuur, voortdurende selectie en genenstroom18,19. Voor An. stephensi kan het bestuderen van de populatiestructuur en de genoomstructuur helpen bij het verhelderen van de invasieroute en eventuele adaptieve evolutie die zich sinds zijn ontstaan heeft voorgedaan. Naast genenstroom is selectie met name belangrijk omdat het allelen kan identificeren die verband houden met resistentie tegen insecticiden en licht kan werpen op hoe deze allelen zich binnen de populatie verspreiden20.
Tot op heden is het testen van markers voor resistentie tegen insecticiden en populatiegenetica bij de invasieve soort Anopheles stephensi beperkt gebleven tot enkele kandidaatgenen. De opkomst van de soort in Afrika is niet volledig begrepen, maar één hypothese is dat de soort door mensen of vee is geïntroduceerd. Andere theorieën gaan uit van langeafstandsmigratie door de wind. De Ethiopische isolaten die in deze studie zijn gebruikt, zijn verzameld in Awash Sebat Kilo, een stad 200 km ten oosten van Addis Abeba en aan de belangrijkste transportroute van Addis Abeba naar Djibouti. Awash Sebat Kilo is een gebied met een hoge malariatransmissie en een grote populatie Anopheles stephensi, die naar verluidt resistent is tegen insecticiden, waardoor het een belangrijke locatie is voor het bestuderen van de populatiegenetica van Anopheles stephensi8.
De insecticideresistentiemutatie kdr L1014F werd met een lage frequentie aangetroffen in de Ethiopische populatie en niet in de Indiase veldmonsters. Deze kdr-mutatie verleent resistentie tegen pyrethroïden en DDT en werd eerder aangetroffen in An. stephensi-populaties die in 2016 in India en in 2018 in Afghanistan werden verzameld.31,32 Ondanks aanwijzingen voor wijdverbreide pyrethroïderesistentie in beide steden, werd de kdr L1014F-mutatie niet aangetroffen in de hier geanalyseerde populaties in Mangalore en Bangalore. Het lage percentage Ethiopische isolaten met deze SNP die heterozygoot waren, suggereert dat de mutatie recent in deze populatie is ontstaan. Dit wordt ondersteund door een eerder onderzoek in Awash, waarin geen bewijs werd gevonden voor de kdr-mutatie in monsters die waren verzameld in het jaar voorafgaand aan de hier geanalyseerde monsters.18 Wij hebben deze kdr L1014F-mutatie eerder met een lage frequentie geïdentificeerd in een set monsters uit dezelfde regio/hetzelfde jaar met behulp van een amplicondetectiebenadering.28 Gezien de fenotypische resistentie op de bemonsteringslocaties, suggereert de lage allelfrequentie van deze resistentiemarker dat andere mechanismen dan modificatie van de doellocatie verantwoordelijk zijn voor dit waargenomen fenotype.
Een beperking van deze studie is het gebrek aan fenotypische gegevens over de respons op insecticiden. Verdere studies die whole genome sequencing (WGS) of gerichte amplicon sequencing combineren met gevoeligheidsbioassays zijn nodig om de impact van deze mutaties op de respons op insecticiden te onderzoeken. Deze nieuwe missense SNP's, die mogelijk geassocieerd zijn met resistentie, zouden moeten worden onderzocht voor high-throughput moleculaire assays ter ondersteuning van monitoring en om functioneel werk te vergemakkelijken om potentiële mechanismen die geassocieerd zijn met resistentiefenotypes te begrijpen en valideren.
Kortom, deze studie biedt een dieper inzicht in de genetica van Anopheles-muggenpopulaties over continenten heen. Toepassing van whole genome sequencing (WGS)-analyse op grotere cohorten monsters in verschillende geografische regio's zal cruciaal zijn voor het begrijpen van genenstromen en het identificeren van markers voor resistentie tegen insecticiden. Deze kennis stelt volksgezondheidsautoriteiten in staat om weloverwogen keuzes te maken bij het toezicht op vectoren en het gebruik van insecticiden.
We hebben twee benaderingen gebruikt om variatie in het aantal kopieën in deze dataset te detecteren. Ten eerste gebruikten we een dekkingsgebaseerde benadering die zich richtte op geïdentificeerde CYP-genclusters in het genoom (aanvullende tabel S5). De monsterdekking werd gemiddeld over de verzamellocaties en verdeeld in vier groepen: Ethiopië, Indiase velden, Indiase kolonies en Pakistaanse kolonies. De dekking voor elke groep werd genormaliseerd met behulp van kernel smoothing en vervolgens uitgezet op basis van de mediane genoomdekkingsdiepte voor die groep.
Plaatsingstijd: 23 juni 2025