مبارزه با بیماریهای عفونی، رقابتی علیه تکامل است. باکتریها در برابر آنتیبیوتیکها مقاومت پیدا میکنند و ویروسها دائماً برای گسترش سریعتر تکامل مییابند. بیماریهای منتقله از حشرات، میدان نبرد تکاملی دیگری را نشان میدهند: خود حشرات در حال ایجاد مقاومت در برابر سمومی هستند که انسانها برای کشتن آنها استفاده میکنند.
به طور خاص، مالاریای منتقله از طریق پشه سالانه بیش از ۶۰۰۰۰۰ نفر را میکشد. از زمان جنگ جهانی دوم،حشره کش هاسلاحهای شیمیایی که برای کشتن پشههای آنوفل آلوده به انگل مالاریا طراحی شدهاند، برای مبارزه با مالاریا مورد استفاده قرار گرفتهاند.
با این حال، پشهها به سرعت استراتژیهایی را برای انتقال این موارد توسعه میدهند.حشرهکشها بیاثر هستندو میلیونها نفر را در معرض خطر فزاینده عفونتهای کشنده قرار میدهد. مطالعهای که اخیراً با همکارانم منتشر کردهام، دلیل آن را توضیح میدهد.
من به عنوان یک متخصص ژنتیک تکاملی، انتخاب طبیعی - اساس تکامل تطبیقی - را مطالعه میکنم. تغییرات ژنتیکی که برای بقا مفیدتر هستند، جایگزین تغییرات نامطلوب میشوند و منجر به تغییر در گونهها میشوند. قابلیتهای تکاملی پشه آنوفل واقعاً شگفتانگیز است.
در اواسط دهه ۱۹۹۰، بیشتر پشههای آنوفل در آفریقا در برابر حشرهکشهای پیرتروئیدی که در اصل از گل داوودی گرفته میشدند، حساس بودند. کنترل پشهها عمدتاً بر دو روش مبتنی بر پیرتروئید متکی بود: پشهبندهای آغشته به حشرهکش برای محافظت از پشههای خوابیده و اسپریهای حشرهکش باقیمانده روی دیوارهای ساختمان. این دو روش به تنهایی احتمالاً از بیش از ۵۰۰ میلیون مورد مالاریا بین سالهای ۲۰۰۰ تا ۲۰۱۵ جلوگیری کردهاند.
با این حال، پشهها از غنا تا مالاوی اکنون اغلب در حال ایجاد مقاومت در برابر آفتکشها در غلظتهایی ۱۰ برابر بیشتر از دوز کشنده قبلی هستند. علاوه بر اقدامات کنترل پشههای آنوفل، فعالیتهای کشاورزی میتوانند ناخواسته پشهها را در معرض حشرهکشهای پایرتروئید قرار دهند و مقاومت آنها را بیشتر تشدید کنند.
در برخی از مناطق آفریقا، پشههای آنوفل در برابر چهار دسته از حشرهکشهای مورد استفاده برای کنترل مالاریا مقاومت پیدا کردهاند.
پشههای آنوفل و انگلهای مالاریا در خارج از آفریقا نیز یافت میشوند، جایی که تحقیقات مقاومت در برابر آفتکشها کمتر رایج است.
در بیشتر آمریکای جنوبی، ناقل اصلی مالاریا، پشه آنوفل دارلینگی است. این پشه آنقدر با ناقلهای مالاریا در آفریقا متفاوت است که ممکن است به جنس دیگری - Nyssorhynchus - تعلق داشته باشد. من به همراه همکارانم از هشت کشور، ژنوم بیش از ۱۰۰۰ پشه آنوفل دارلینگی را تجزیه و تحلیل کردم تا تنوع ژنتیکی آنها، از جمله هرگونه تغییر ناشی از فعالیتهای اخیر انسان را درک کنم. همکارانم این پشهها را از ۱۶ مکان در سراسر قلمرو وسیعی که از سواحل اقیانوس اطلس برزیل تا سواحل اقیانوس آرام رشته کوه آند در کلمبیا امتداد دارد، جمعآوری کردند.
ما دریافتیم که *آنوفل دارلینگ*، مانند خویشاوندان آفریقایی خود، تنوع ژنتیکی بسیار بالایی - بیش از 20 برابر انسان - از خود نشان میدهد که نشاندهنده جمعیت بسیار بزرگی است. گونههایی با چنین خزانه ژنی بزرگی، به خوبی برای سازگاری با چالشهای جدید سازگار شدهاند. وقتی جمعیتی تا این حد بزرگ باشد، احتمال ظهور جهشهای مناسب که مزیت مطلوب را فراهم میکنند، افزایش مییابد. به محض اینکه این جهش شروع به گسترش کند، به لطف مزیت عددی، حتی مرگ تصادفی چند پشه نیز منجر به انقراض کامل آن نخواهد شد.
در مقابل، عقاب سرسفید، بومی ایالات متحده، هرگز در برابر حشرهکش DDT مقاومت نکرد و در نهایت با انقراض مواجه شد. کارایی تکاملی میلیونها حشره بسیار بیشتر از تنها چند هزار پرنده است. در واقع، طی چند دهه گذشته، نشانههایی از تکامل تطبیقی در ژنهای مرتبط با مقاومت دارویی در پشههای آنوفل دارلینگی مشاهده کردهایم.
پیرتروئیدها و ددت، در میان سایر حشرهکشها، بر روی یک هدف مولکولی عمل میکنند: کانالهای یونی که میتوانند در سلولهای عصبی باز و بسته شوند. وقتی این کانالها باز هستند، سلولهای عصبی سلولهای دیگر را تحریک میکنند. حشرهکشها این کانالها را مجبور میکنند که باز بمانند و به انتقال تکانهها ادامه دهند که منجر به فلج و مرگ حشرات میشود. با این حال، حشرات میتوانند با تغییر شکل خود کانالها، مقاومت ایجاد کنند.
مطالعات ژنتیکی قبلی توسط دانشمندان دیگر، و همچنین مطالعه ما، این نوع مقاومت را در آنوفل دارلینگی پیدا نکردهاند. در عوض، ما کشف کردیم که مقاومت به روش متفاوتی ایجاد میشود: از طریق مجموعهای از ژنها که آنزیمهایی را رمزگذاری میکنند که ترکیبات سمی را تجزیه میکنند. فعالیت بالای این آنزیمها، که به عنوان P450 شناخته میشوند، اغلب مسئول ایجاد مقاومت در برابر آفتکشها در سایر پشهها است. از زمان ظهور استفاده از آفتکشها در اواسط قرن بیستم، همان مجموعه ژنهای P450 حداقل هفت بار به طور مستقل در آمریکای جنوبی جهش یافتهاند.
در گویان فرانسه، مجموعه دیگری از ژنهای P450 نیز الگوی تکاملی مشابهی را نشان دادند که ارتباط نزدیک بین این آنزیمها و سازگاری را بیشتر تأیید میکند. علاوه بر این، هنگامی که پشهها در ظروف دربسته قرار داده شدند و در معرض حشرهکشهای پایرتروئید قرار گرفتند، تفاوت در ژنهای P450 در بین پشههای مختلف با زمان بقای آنها همبستگی داشت.
در آمریکای جنوبی، کمپینهای کنترل مالاریا در مقیاس بزرگ با استفاده از آفتکشها تنها به صورت پراکنده انجام میشدند و ممکن است محرک اصلی تکامل پشهها نبوده باشند. در عوض، پشهها ممکن است به طور غیرمستقیم در معرض آفتکشهای کشاورزی قرار گرفته باشند. جالب اینجاست که ما بارزترین نشانههای تکامل را در مناطقی با کشاورزی توسعهیافته مشاهده کردیم.
با وجود ظهور واکسنهای جدید و سایر پیشرفتها در کنترل مالاریا در سالهای اخیر، کنترل پشهها همچنان کلید کاهش شیوع مالاریا است.
چندین کشور در حال آزمایش مهندسی ژنتیک برای مبارزه با مالاریا هستند. این فناوری شامل اصلاح ژنتیکی جمعیت پشهها برای کاهش تعداد آنها یا کاهش مقاومت آنها در برابر انگل مالاریا است. در حالی که سازگاری قابل توجه پشهها ممکن است چالش برانگیز باشد، چشماندازها امیدوارکننده هستند.
من و همکارانم در حال تلاش برای بهبود روشهای تشخیص مقاومت نوظهور به آفتکشها هستیم. تعیین توالی ژنوم برای تشخیص پاسخهای تکاملی جدید یا غیرمنتظره همچنان حیاتی است. خطر سازگاری تحت فشار انتخابی طولانی مدت و شدید در بالاترین حد خود قرار دارد؛ بنابراین، به حداقل رساندن، اصلاح و مرحلهبندی استفاده از آفتکشها میتواند به جلوگیری از توسعه مقاومت کمک کند.
نظارت هماهنگ و واکنشهای مناسب برای مبارزه با مقاومت داروییِ در حال تکامل ضروری است. برخلاف تکامل، انسانها قادر به پیشبینی آینده هستند.
جیکوب ای. تنسن از طریق دانشکده بهداشت عمومی هاروارد تی اچ چان و موسسه براد، بودجهای از موسسات ملی بهداشت دریافت کرد.
زمان ارسال: ۲۱ آوریل ۲۰۲۶
