Võitlus nakkushaiguste vastu on võidujooks evolutsiooniga. Bakterid arendavad antibiootikumide suhtes resistentsuse ja viirused arenevad pidevalt, et kiiremini levida. Putukatest levivad haigused on veel üks evolutsiooniline lahinguväli: putukad ise arendavad resistentsust mürkidele, mida inimesed nende tapmiseks kasutavad.
Eelkõige tapab sääskede levitatav malaaria igal aastal üle 600 000 inimese. Alates Teisest maailmasõjastinsektitsiidid– malaaria vastu võitlemiseks on kasutatud keemiarelvi, mis on loodud malaariaparasiidiga nakatunud Anopheles sääskede hävitamiseks.
Sääsed aga arendavad kiiresti välja strateegiad nende tekitamiseks.insektitsiidid ebaefektiivsed, pannes miljoneid inimesi suuremasse surmaga lõppevate infektsioonide riski. Minu hiljuti avaldatud kolleegidega läbi viidud uuring selgitab, miks.
Evolutsioonigeneetikuna uurin ma looduslikku valikut – adaptiivse evolutsiooni alust. Ellujäämiseks kõige kasulikumad geneetilised variatsioonid asendavad ebasoodsaid, mis viib liikide muutumiseni. Anopheles sääse evolutsiooniline võimekus on tõeliselt hämmastav.
1990. aastate keskel olid enamik Aafrika Anopheles sääski vastuvõtlikud püretroidsetele insektitsiididele, mis olid algselt saadud krüsanteemidelt. Sääsetõrje tugines peamiselt kahele püretroididel põhinevale meetodile: insektitsiidiga töödeldud sääsevõrgud magavate sääskede kaitsmiseks ja insektitsiidijääkide pihustamiseks hoonete seintele. Ainuüksi need kaks meetodit ära hoidsid aastatel 2000–2015 tõenäoliselt üle 500 miljoni malaariajuhtumi.
Siiski on sääsed Ghanast Malawini nüüd sageli välja arendanud resistentsuse pestitsiidide suhtes, mille kontsentratsioonid on 10 korda suuremad kui varasem surmav annus. Lisaks Anopheles sääskede tõrje meetmetele võib põllumajanduslik tegevus sääski tahtmatult püretroidsete insektitsiididega kokku puutuda, mis süvendab veelgi nende resistentsust.
Mõnes Aafrika osas on Anopheles sääsed välja arendanud resistentsuse nelja malaaria tõrjeks kasutatava insektitsiidiklassi suhtes.
Anopheles sääsed ja malaariaparasiite leidub ka väljaspool Aafrikat, kus pestitsiidiresistentsuse uuringud on vähem levinud.
Suures osas Lõuna-Ameerikast on peamine malaaria levitaja Anopheles darlingi sääsk. See sääsk erineb Aafrika malaaria levitajatest nii palju, et see võib kuuluda teise perekonda – Nyssorhynchus. Koos kaheksa riigi kolleegidega analüüsisin enam kui 1000 Anopheles darlingi sääse genoome, et mõista nende geneetilist mitmekesisust, sealhulgas hiljutise inimtegevuse põhjustatud muutusi. Mu kolleegid kogusid neid sääski 16 kohast laialdasel territooriumil, mis ulatus Brasiilia Atlandi ookeani rannikust kuni Colombia Andide Vaikse ookeani rannikuni.
Leidsime, et nagu ka tema Aafrika sugulastel, on ka *Anopheles darlingi* äärmiselt suure geneetilise mitmekesisusega – enam kui 20 korda suurem kui inimesel –, mis viitab väga suurele populatsioonile. Nii suure geenivaramuga liigid on uute väljakutsetega hästi kohanenud. Kui populatsioon on nii suur, suureneb soovitud eelise pakkuvate mutatsioonide tekkimise tõenäosus. Kui see mutatsioon hakkab levima, ei too isegi mõne sääse juhuslik surm tänu arvulisele eelisele kaasa selle täielikku väljasuremist.
Seevastu Ameerika Ühendriikidest pärit valgepea-merikotkas ei arenenud kunagi putukamürgi DDT suhtes resistentsuseks ja seisis lõpuks silmitsi väljasuremisega. Miljonite putukate evolutsiooniline efektiivsus ületab kaugelt vaid mõne tuhande linnu oma. Tegelikult oleme viimaste aastakümnete jooksul täheldanud adaptiivse evolutsiooni märke Anopheles darlingi sääskede ravimiresistentsusega seotud geenides.
Püretroidid ja DDT, teiste insektitsiidide hulgas, toimivad samale molekulaarsele sihtmärgile: ioonkanalitele, mis saavad närvirakkudes avaneda ja sulguda. Kui need kanalid on avatud, stimuleerivad närvirakud teisi rakke. Insektitsiidid sunnivad neid kanaleid avatuks jääma ja impulsse edasi edastama, mis viib putukate halvatuse ja surmani. Putukad võivad aga kanalite endi kuju muutmise teel välja arendada resistentsuse.
Varasemad teiste teadlaste geneetilised uuringud ja ka meie uuring ei ole Anopheles darlingi puhul seda tüüpi resistentsust leidnud. Selle asemel avastasime, et resistentsus tekib teistmoodi: geenide komplekti kaudu, mis kodeerib ensüüme, mis lagundavad mürgiseid ühendeid. Nende ensüümide, mida tuntakse P450-dena, kõrge aktiivsus on sageli vastutav pestitsiidiresistentsuse tekke eest teistel sääskedel. Alates pestitsiidide kasutamise algusest 20. sajandi keskpaigas on sama P450 geenide komplekt Lõuna-Ameerikas sõltumatult muteerunud vähemalt seitse korda.
Prantsuse Guajaanas näitas teine P450 geenide komplekt sarnast evolutsioonilist mustrit, mis kinnitas veelgi nende ensüümide ja kohanemise vahelist tihedat seost. Lisaks, kui sääsed pandi suletud anumatesse ja puututi kokku püretroidsete insektitsiididega, korreleerusid üksikute sääskede P450 geenide erinevused nende ellujäämisajaga.
Lõuna-Ameerikas olid ulatuslikud pestitsiididega malaaria tõrje kampaaniad vaid juhuslikud ja ei pruukinud olla sääskede evolutsiooni peamine edasiviija. Selle asemel võisid sääsed olla kaudselt kokku puutunud põllumajanduslike pestitsiididega. Huvitaval kombel täheldasime kõige ilmekamaid evolutsiooni märke arenenud põllumajandusega piirkondades.
Vaatamata uute vaktsiinide tulekule ja muudele malaaria tõrje edusammudele viimastel aastatel, on sääskede tõrje malaaria leviku vähendamisel endiselt võtmetähtsusega.
Mitmed riigid katsetavad geenitehnoloogiat malaaria vastu võitlemiseks. See tehnoloogia hõlmab sääskede populatsioonide geneetilist muutmist, et vähendada nende arvukust või vastupanuvõimet malaariaparasiidile. Kuigi sääskede märkimisväärne kohanemisvõime võib olla väljakutseks, on väljavaated paljulubavad.
Mina ja mu kolleegid töötame selle nimel, et täiustada tekkivate pestitsiidiresistentsuste avastamise meetodeid. Genoomide sekveneerimine on endiselt oluline uute või ootamatute evolutsiooniliste reaktsioonide avastamiseks. Adaptatsioonirisk on suurim pikaajalise ja intensiivse valikulise surve all; seetõttu aitab pestitsiidide kasutamise minimeerimine, muutmine ja järkjärguline jagamine ennetada resistentsuse teket.
Ravimiresistentsuse kujunemise vastu võitlemiseks on oluline koordineeritud jälgimine ja asjakohased reageeringud. Erinevalt evolutsioonist on inimesed võimelised tulevikku ennustama.
Jacob A. Tennessen sai rahastamist riiklikelt tervishoiuinstituutidelt Harvardi TH Chani rahvatervise kooli ja Broad Instituudi kaudu.
Postituse aeg: 21. aprill 2026
