Sredozemske bakterije kažejo potencial kot novi biopesticidi proti komarjem

Po podatkih Svetovne zdravstvene organizacije bolezni, ki jih prenašajo komarji, vsako leto ubijejo več kot 700.000 ljudi, komarje, ki jih širijo, pa je izjemno težko nadzorovati. Večina vrst je razvila odpornost na vse glavne razrede sintetičnih insekticidov, od katerih mnogi predstavljajo tveganje za zdravje in okolje.

Biopesticidi, pridobljeni iz živih organizmov, bi lahko pomagali premagati odpornost na kemične insekticide in ponudili okolju prijazen način zatiranja škodljivcev. Ta teden so raziskovalci v reviji Applied and Environmental Microbiology poročali, da bakterijski izolati, zbrani na sredozemskem otoku Kreti, delujejo kot insekticidi proti komarjem Culex pipiens molestus, ki lahko prenašajo človeške patogene, kot sta virus Zahodnega Nila in virus Rift Valley. V laboratorijskih testih so izvlečki, ki vsebujejo metabolite, ki jih proizvajajo trije izolati, v 24 urah po izpostavljenosti ubili 100 odstotkov ličink komarjev.

»Ti metaboliti bi lahko bili osnova za razvoj biopesticidov z minimalnimi stranskimi učinki na okolje,« ugotavljajo znanstveniki.
»V okolju se hitreje razgradijo, se ne kopičijo in na splošno ne ubijejo širokega nabora različnih vrst žuželk, kot to počnejo kemični insekticidi,«
pojasnjuje George Dimopoulos, doktor znanosti, molekularni entomolog in mikrobiolog na Univerzi Johns Hopkins v Baltimoru in Inštitutu za molekularno biologijo in biotehnologijo (IMBB) na Kreti.

Odkritje na Kreti in projekt MicroBioPest

Novo študijo sta vodila Dimopoulos in molekularni biolog John Vontas iz IMBB v okviru projekta MicroBioPest, ki ga financira Evropska unija.

Raziskovalci so zbrali 186 vzorcev s 65 različnih lokacij po Kreti, vključno z zgornjo plastjo zemlje, zemljo okoli korenin rastlin, rastlinskim tkivom, vodnimi vzorci in mrtvimi žuželkami. Nato so ličinke vrste C. pipiens molestus izpostavili vodnim raztopinam, ki so vsebovale najbolj obetavne izolate.

• Več kot 100 izolatov je v 7 dneh uničilo vse ličinke komarjev.
• Od teh je 37 izolatov uničilo ličinke v 3 dneh.
• Teh 37 izolatov je predstavljalo 20 različnih rodov bakterij, od katerih mnoge prej niso bile obravnavane kot potencialni biopesticidi.

Nadaljnja analiza je pokazala, da hitro delujoče bakterije ličinke niso uničile z okužbo, temveč s proizvodnjo spojin, kot so beljakovine in presnovki.

"To je spodbudno, ker kaže, da insekticid na osnovi teh bakterij ne bi bil odvisen od tega, ali bodo mikroorganizmi ostali živi," je dejal Dimopoulos.

Kaj sledi?

Znanstveniki zdaj podrobneje preučujejo kemijsko naravo insekticidnih molekul in ugotavljajo, ali gre za beljakovine ali metabolite. Prav tako preizkušajo razpon insekticidnega delovanja teh bakterij, vključno s testi na drugih vrstah komarjev, ki prenašajo patogene, in kmetijskih škodljivcev.

»Biopesticidi se pogosto hitro razgradijo in zahtevajo večkratno uporabo,« pravi Dimopoulos. »Iskanje pravega načina za formulacijo in dajanje teh spojin bo v prihodnosti velik izziv.«

Nova študija predstavlja fazo odkrivanja.

»Zdaj se preusmerjamo k temeljni znanosti preučevanja kemijskih struktur in mehanizmov delovanja molekul, nato pa se bomo premaknili v uporabno smer in poskušali ustvariti prototipe izdelkov. Zdaj obstaja resen zagon za razvoj okolju prijaznih insekticidov,« je dodal.