Le relazioni tra diversità del microbioma ed epidemiologia nelle specie domestiche di malaria

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 9081 (2023) Citare questo articolo

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Il microbiota della zanzara gioca un ruolo importante nel loro comportamento e nella competenza dei vettori. La composizione del loro microbioma è fortemente influenzata dall'ambiente, in particolare dal loro habitat. I profili del microbioma delle zanzare Anopheles sinensis femmine adulte provenienti da aree iperendemiche e ipoendemiche della malaria nella Repubblica di Corea sono stati confrontati utilizzando il sequenziamento Illumina 16S rRNA. In diversi gruppi epidemiologici, le analisi della diversità alfa e beta erano significative. Il principale phylum batterico era quello dei Proteobatteri. Le specie più abbondanti nel microbioma delle zanzare iperendemiche erano i generi Staphylococcus, Erwinia, Serratia e Pantoea. In particolare, nell’area ipoendemica è stato identificato un profilo microbioma distinto caratterizzato dalla dominanza di Pseudomonas synxantha, suggerendo una potenziale correlazione tra i profili microbiomici e l’incidenza dei casi di malaria.

La malaria, causata dal protozoo parassita Plasmodium che infetta le zanzare e gli esseri umani, diffonde l'infezione ai mammiferi ospiti attraverso la puntura delle zanzare anofeline infette da Plasmodium1. In generale, attualmente vengono offerti al pubblico vaccini come il Mosquirix contro la malaria2. Bisogna però ancora considerare i costi economici del vaccino. Successivamente, la maggior parte degli sforzi di intervento si concentrano sul controllo delle popolazioni di zanzare, in genere utilizzando pesticidi chimici. L'uso abusivo di diversi pesticidi chimici ha provocato resistenza nelle popolazioni di zanzare3 che hanno richiesto l'uso di strategie alternative di controllo delle zanzare, inclusa la manipolazione del microbioma delle zanzare4,5,6.

Il microbioma è un ecosistema di batteri commensali, simbiotici e patogeni che interagiscono con un ospite7. Le zanzare come ospiti naturali contengono anche una vasta gamma di microrganismi tra cui batteri, funghi e virus8. Tra questi, i batteri interagiscono continuamente con le zanzare9,10,11 e influenzano la nutrizione, lo sviluppo, l'immunità e i comportamenti delle zanzare ospiti. Ad esempio, l'infezione con l'endosimbionte batterico Wolbachia pipientis previene numerose infezioni da arbovirus12,13. Infatti, l'introduzione del ceppo wMel di Wolbachia pipientis nella popolazione di Aedes a Egypti si è rivelata efficace nel ridurre l'incidenza della dengue sintomatica e il caso di ricoveri ospedalieri per febbre dengue14. Inoltre, Chromobacterium sp. l'esposizione provoca un'elevata mortalità nelle zanzare larvali e adulte e riduce la suscettibilità delle zanzare alla malaria e all'infezione da dengue15, suggerendo che il microbiota specifico delle zanzare può alterare la suscettibilità alle infezioni16.

Insieme alle interazioni fisiologiche, la composizione batterica delle zanzare raccolte da habitat naturali è molto variabile a seconda dell'origine geografica e dell'ecologia17,18,19,20. Recentemente, le zanzare anofele raccolte sul campo rivelano maggiori livelli di eterogeneità tra le zanzare nella composizione della comunità21. Tuttavia, è ancora assente un’indagine approfondita delle relazioni tra l’incidenza regionale della malaria e i profili del microbioma. Questo studio presenta un'analisi comparativa dei profili del microbioma nelle zanzare Anopheles sinensis raccolte da aree endemiche e indenni dalla malaria nella Repubblica di Corea (ROK). La malaria da Plasmodium vivax nella Repubblica di Corea è stata ufficialmente debellata dall'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) nel 197922. Tuttavia, la malaria è riemersa nel 1993 in una regione al confine con la Corea del Nord dove sono stati segnalati 300-500 casi di malaria ogni anno23. Non è ancora chiaro se la ricomparsa dei casi di malaria sia il risultato di habitat naturali specifici e di migrazioni a lungo raggio dall’area iperendemica della malaria dalle regioni settentrionali. L’incidenza della malaria nelle regioni di confine è più elevata che in altre aree a causa di fattori quali l’accesso limitato all’assistenza sanitaria, la propensione dei gruppi emarginati, che generalmente vivono nelle regioni di confine, a cercare cure e le difficoltà nella distribuzione di iniziative di prevenzione tra le popolazioni difficili da raggiungere24. . Sarà difficile sradicare la malaria nelle regioni di confine, ma una migliore sorveglianza è la chiave per trovare l’origine di eventuali nuove importazioni o reintroduzioni. Pertanto, i modelli del profilo microbioma delle zanzare in varie regioni devono essere confrontati e analizzati per monitorare le epidemie di malaria. Pertanto, il focus di questo studio è sull’identificazione della diversità microbica nella femmina An. sinensis provenienti da aree esenti da malaria o ipoendemiche e da aree iperendemiche in cui sono stati segnalati casi sporadici di malaria. Utilizzando l'analisi metagenomica, questo studio approfondisce la determinazione se An. sinensis nelle aree endemiche per la malaria possiedono profili microbiologici distinti.