Thuốc trừ sâuKhả năng kháng thuốc ở các loài chân đốt mang mầm bệnh, vốn rất quan trọng đối với nông nghiệp, thú y và y tế công cộng, đang đặt ra mối đe dọa nghiêm trọng đối với các chương trình kiểm soát vật trung gian truyền bệnh toàn cầu. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng các loài chân đốt hút máu có tỷ lệ tử vong cao khi ăn phải máu có chứa chất ức chế 4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase (HPPD, enzyme thứ hai trong con đường chuyển hóa tyrosine). Nghiên cứu này đã kiểm tra hiệu quả của các chất ức chế HPPD trong thuốc diệt cỏ β-triketone đối với ba loài muỗi truyền bệnh chính, bao gồm cả những loài truyền các bệnh truyền thống như sốt rét, các bệnh truyền nhiễm mới nổi như sốt xuất huyết và virus Zika, và các mối đe dọa virus mới nổi như virus Oropuche và virus Ursutu.Các loài này bao gồm cả muỗi nhạy cảm với pyrethroid và muỗi kháng pyrethroid.
Chỉ có nitisidone (không phải mesotrione, sulfadiazine, hoặc thiamethoxam) thể hiện hoạt tính diệt muỗi đáng kể khi muỗi hút máu tiếp xúc với bề mặt đã được xử lý. Không tìm thấy sự khác biệt đáng kể về độ nhạy cảm với nitisidone giữa muỗi Anopheles gambiae nhạy cảm với thuốc trừ sâu và các chủng muỗi có nhiều cơ chế kháng thuốc. Hợp chất này cho thấy hiệu quả nhất quán đối với cả ba loài muỗi được thử nghiệm, cho thấy hoạt tính phổ rộng chống lại các tác nhân truyền bệnh chính.
Nghiên cứu này chứng minh rằng nitisidone có cơ chế tác động mới, khác biệt với các phân loại hiện có của Ủy ban Hành động Chống Kháng thuốc trừ sâu (IRAC), nhắm vào quá trình tiêu hóa máu. Hiệu quả của nitisidone đối với các chủng kháng thuốc và tiềm năng tích hợp với các biện pháp kiểm soát vector truyền bệnh hiện có, chẳng hạn như màn chống muỗi tẩm thuốc và phun thuốc trừ sâu trong nhà, khiến nó trở thành ứng cử viên lý tưởng để mở rộng các chiến lược phòng ngừa và kiểm soát bệnh sốt rét, sốt xuất huyết, bệnh do virus Zika và các bệnh virus mới nổi khác.
Điều thú vị là, các thử nghiệm sinh học tiêu chuẩn của Tổ chức Y tế Thế giới chỉ sử dụng muỗi được cho ăn đường để kiểm tra nồng độ phân biệt của thuốc trừ sâu có thể không gây chết muỗi hút máu.[38] Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xem xét sự khác biệt tiềm tàng về liều lượng hiệu quả giữa muỗi hút máu và muỗi không hút máu, có thể ảnh hưởng đến hiệu quả tồn dư và sự phát triển kháng thuốc. Mặc dù liều lượng phân biệt (DD) thường được xác định dựa trên giá trị LD99 đối với muỗi hút máu, nhưng sự khác biệt về sinh lý của côn trùng có thể ảnh hưởng đến khả năng mẫn cảm của chúng, và do đó, việc chỉ thử nghiệm trên muỗi hút máu có thể không phản ánh đầy đủ phạm vi mức độ kháng thuốc.
Nghiên cứu này tập trung vào hiệu quả của ba loài muỗi—Anopheles gambiae, Aedes aegypti và Culex quinquefasciatus—trong thử nghiệm hút máu, mô phỏng việc muỗi đậu trên tường và đóng vai trò là mục tiêu để xử lý trong nhà bằng thuốc trừ sâu tác dụng lâu dài (IRS). Tất cả muỗi cái đều bị tiêu diệt khi tiếp xúc với bề mặt được phủ nitisidone, nhưng không bị tiêu diệt bởi các chất ức chế HPPD β-triketone khác. Việc tận dụng khả năng hấp thụ chất ức chế HPPD qua chân muỗi là một chiến lược đầy hứa hẹn để khắc phục tình trạng kháng thuốc trừ sâu và cải thiện việc kiểm soát vật trung gian truyền bệnh. Nghiên cứu này ủng hộ sự cần thiết phải nghiên cứu và phát triển thêm nitisidone để xử lý trong nhà bằng thuốc trừ sâu tác dụng lâu dài như một giải pháp thay thế cho các loại thuốc phun diệt côn trùng hiện có.
Ba phương pháp đánh giá hiệu quả của nitisidone như một loại thuốc trừ sâu dùng ngoài da đã được so sánh. Sự khác biệt được phân tích giữa các thử nghiệm sử dụng phương pháp bôi ngoài da, bôi lên chân côn trùng và bôi vào chai, cũng như phương pháp bôi, phương pháp đưa thuốc trừ sâu vào cơ thể và thời gian tiếp xúc.
Tuy nhiên, bất chấp sự khác biệt về tỷ lệ tử vong giữa New Orleans và Mukhza ở liều cao nhất, tất cả các nồng độ khác đều hiệu quả hơn ở New Orleans (dễ bị ảnh hưởng) so với Mukhza (kháng thuốc) sau 24 giờ.
Để khám phá các chiến lược kiểm soát vector truyền bệnh tiên tiến, một cách tiếp cận đầy hứa hẹn để tìm ra các hợp chất diệt côn trùng mới là mở rộng nghiên cứu vượt ra ngoài các mục tiêu truyền thống là hệ thần kinh và gen giải độc để bao gồm cả cơ chế hút máu của côn trùng. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng nitisidone có độc tính sau khi côn trùng hút máu ăn phải hoặc sau khi hấp thụ qua da sau khi bôi ngoài da (sử dụng dung môi).
Việc tích hợp dữ liệu từ nhiều phương pháp phát hiện có thể cải thiện độ tin cậy của việc đánh giá hiệu quả thuốc trừ sâu. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng trong ba phương pháp được xem xét, phương pháp bôi tại chỗ là ít đại diện nhất cho điều kiện thực tế ngoài hiện trường. Bôi trực tiếp thuốc trừ sâu lên ngực muỗi bằng dung dịch nước không mô phỏng sự tiếp xúc điển hình với Anopheles gambiae sl. [47], mặc dù nó có thể cung cấp một chỉ dẫn gần đúng về khả năng nhạy cảm của Anopheles đối với một hợp chất cụ thể. Mặc dù cả phương pháp tấm kính và phương pháp chai đều đo hoạt tính sinh học thông qua tiếp xúc chân, nhưng kết quả của chúng không thể so sánh trực tiếp. Sự khác biệt về thời gian tiếp xúc và độ bao phủ bề mặt có thể ảnh hưởng đáng kể đến tỷ lệ tử vong được quan sát bằng mỗi phương pháp phát hiện; do đó, việc lựa chọn một phương pháp phát hiện thích hợp là rất quan trọng để đánh giá chính xác hiệu quả của thuốc trừ sâu.
Việc phun thuốc trừ sâu có tác dụng tồn dư (RIA) khai thác hành vi nghỉ ngơi sau khi ăn của muỗi, khiến chúng nuốt phải thuốc trừ sâu khi tiếp xúc với bề mặt được xử lý. Sự phân hủy thuốc trừ sâu, độ phủ phun không đủ và việc xử lý các bề mặt được xử lý (ví dụ: rửa tường sau khi xử lý) có thể làm giảm đáng kể hiệu quả của RIA. Những vấn đề này dẫn đến hai khó khăn: (1) muỗi có thể sống sót khi tiếp xúc với liều không gây chết; và (2) mặc dù sự kháng thuốc chủ yếu được thúc đẩy bởi sự chọn lọc gây chết, nhưng việc tiếp xúc lặp đi lặp lại với liều dưới mức gây chết có thể thúc đẩy sự tiến hóa của khả năng kháng thuốc bằng cách cho phép một số cá thể kháng thuốc sống sót và duy trì các alen liên quan đến khả năng nhạy cảm giảm [54]. Vì chúng tôi đã sử dụng muỗi hút máu thay vì muỗi hút đường theo tiêu chuẩn công nghiệp, nên việc so sánh trực tiếp với dữ liệu đã được công bố trước đây là không thể. Tuy nhiên, việc so sánh liều phân biệt (DD) và hình dạng đường cong đáp ứng liều của nitisidone với dữ liệu cho các hợp chất khác [47] là đáng khích lệ. Liều phân biệt kết hợp thời gian tiếp xúc cố định và lượng thuốc trừ sâu được bôi vào lọ, với lượng hợp chất hấp thụ phụ thuộc vào thời gian tiếp xúc thực tế trên bàn chân. Dựa trên những kết quả này, nitisidone mạnh hơn thiamethoxam, spinosad, mefenoxam và dinotefuran [47], khiến nó trở thành ứng cử viên lý tưởng cho các công thức thuốc trừ sâu trong nhà mới cần được tối ưu hóa hơn nữa. Xét độ dốc của đường cong đáp ứng liều (được ước tính bằng cách tính độ dốc LC95 và LC50 trong Hình 3), nitisidone có đường cong dốc nhất, cho thấy hiệu quả cao của nó. Điều này phù hợp với các nghiên cứu trước đây về nitisidone trong các thử nghiệm hút máu và bôi ngoài da trên một vectơ ruồi hai cánh khác, ruồi tsetse (Glossina morsitans morsitans) [26]. Chúng tôi đã thử nghiệm ngắn gọn hiệu quả của nitisidone (sử dụng thử nghiệm tấm kính) bằng cách cho muỗi Kissou (Hình S1A) hoặc muỗi New Orleans (Hình S1B) tiếp xúc với nitisidone trước khi hút máu. Nitisidone vẫn có hiệu quả trên chân, mô phỏng tình huống muỗi đậu trên tường được xử lý bằng nitisidone trước khi hút máu, điều này cần được nghiên cứu thêm. Hiệu quả của nitisidone (và các chất ức chế HPPD khác) trên chân có thể được tăng cường bằng cách kết hợp với các chất phụ gia như metyl este hạt cải dầu (RME), như đã mô tả đối với các loại thuốc trừ sâu khác [44, 55]. Bằng cách thử nghiệm tác dụng của RME trên *Gnaphalium affine* trước khi hút máu (Hình S2), chúng tôi nhận thấy rằng ở nồng độ 5 mg/m², sự kết hợp với các chất phụ gia như RME làm tăng đáng kể tỷ lệ tử vong của muỗi.
Động học của việc tiêu diệt muỗi bằng nitisidone chưa được điều chế ở các chủng kháng thuốc khác nhau rất đáng quan tâm. Tỷ lệ tử vong chậm hơn của chủng VK7 2014 có thể là do lớp biểu bì dày lên, lượng máu tiêu thụ giảm hoặc quá trình tiêu hóa máu tăng tốc - những yếu tố mà chúng tôi chưa nghiên cứu. Nitisidone cho thấy độc tính thấp đối với chủng muỗi Culex muheza kháng thuốc, cho thấy cần phải nghiên cứu thêm ở nồng độ cao hơn (25 đến 125 mg/m²). Hơn nữa, tương tự như Culex, muỗi Aedes ít nhạy cảm với nitisidone hơn Anopheles, điều này có thể cho thấy sự khác biệt về sinh lý giữa hai loài về lượng máu tiêu thụ và tốc độ tiêu hóa [27]. Những khác biệt này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc hiểu các đặc điểm cụ thể của loài khi đánh giá thuốc trừ sâu hoạt hóa bằng máu. Mặc dù tác dụng phụ thuộc vào máu và chậm, nitisidone có thể có giá trị thực tiễn vì nó có thể hoạt động trước khi muỗi đẻ trứng hoặc làm giảm khả năng sinh sản tổng thể của chúng. Nhờ cơ chế tác động độc đáo, nhắm vào con đường thoái hóa tyrosine bằng cách ức chế 4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase (HPPD), nitisidone hứa hẹn là một phần của chiến lược kiểm soát vector toàn diện. Tuy nhiên, cần phải xem xét khả năng phát triển kháng thuốc do đột biến tại vị trí đích hoặc sự thích nghi về mặt chuyển hóa, và các nghiên cứu sâu hơn hiện đang được tiến hành để khám phá những cơ chế này.
Kết quả nghiên cứu của chúng tôi chứng minh rằng nitisidone tiêu diệt muỗi hút máu thông qua tiếp xúc với chân, một cơ chế không được quan sát thấy ở mesotrione, sulfadiazine và thiamethoxam. Hiệu quả tiêu diệt này không phân biệt giữa các chủng muỗi nhạy cảm hoặc kháng thuốc cao đối với các loại thuốc trừ sâu khác, bao gồm pyrethroid, organochloride và carbamate tiềm năng. Hơn nữa, hiệu quả hấp thụ qua da của nitisidone không chỉ giới hạn ở loài Anopheles; điều này được khẳng định bởi hiệu quả của nó đối với Culex pipiens pallens và Aedes aegypti. Dữ liệu của chúng tôi ủng hộ sự cần thiết phải nghiên cứu thêm để tối ưu hóa sự hấp thụ nitisidone, ví dụ, bằng cách tăng cường hấp thụ qua da bằng hóa chất hoặc sử dụng chất phụ gia. Thông qua cơ chế hoạt động độc đáo của mình, nitisidone khai thác hiệu quả hành vi hút máu của muỗi cái. Điều này làm cho nó trở thành ứng cử viên lý tưởng cho các loại thuốc xịt diệt côn trùng trong nhà và màn chống muỗi có tác dụng diệt côn trùng lâu dài, đặc biệt là ở những khu vực mà các phương pháp kiểm soát muỗi truyền thống bị suy yếu do sự lan rộng nhanh chóng của tình trạng kháng pyrethroid.
Thời gian đăng bài: 23/12/2025