Ερευνητές στην Κρήτη ανακάλυψαν βακτήρια που δρουν ως φυσικά εντομοκτόνα κατά των κουνουπιών, προσφέροντας μια οικολογική λύση στο πρόβλημα των ασθενειών που μεταδίδονται από αυτά, όπως ο ιός του Δυτικού Νείλου.
Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Applied and Environmental Microbiology, δείχνει ότι μεταβολίτες που παράγονται από αυτά τα βακτήρια μπορούν να σκοτώσουν τις προνύμφες των κουνουπιών γρήγορα, χωρίς να απαιτείται η διατήρηση των βακτηρίων στη ζωή.
Αυτή η ανακάλυψη ανοίγει το δρόμο για την ανάπτυξη βιοεντομοκτόνων φιλικών προς το περιβάλλον, που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν και για την καταπολέμηση γεωργικών παρασίτων, μειώνοντας την ανάγκη για συνθετικά εντομοκτόνα.
Οι ερευνητές συνεχίζουν να μελετούν τη χημική φύση των εντομοκτόνων μορίων για την ανάπτυξη πρωτοτύπων προϊόντων.
Πιο αναλυτικά
Ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα συγκεκριμένα βακτήρια που συλλέχθηκαν στην Κρήτη δρουν ως εντομοκτόνα και εξοντώνουν κουνούπια, τα οποία μπορούν να μεταδώσουν παθογόνα για τον άνθρωπο, όπως ο ιός του Δυτικού Νείλου.
Σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας, οι μεταδιδόμενες από τα κουνούπια ασθένειες σκοτώνουν περισσότερους από 700.000 ανθρώπους κάθε χρόνο, ενώ τα κουνούπια που τις μεταδίδουν είναι δύσκολο να ελεγχθούν. Τα περισσότερα είδη έχουν αναπτύξει ανθεκτικότητα σε όλες τις κύριες κατηγορίες συνθετικών εντομοκτόνων, πολλά από τα οποία ενέχουν κινδύνους τόσο για το περιβάλλον όσο και για την υγεία.
Τα βιοεντομοκτόνα, που προέρχονται από ζωντανούς οργανισμούς, μπορούν να μετριάσουν την αντίσταση στα χημικά εντομοκτόνα και να προσφέρουν μια φιλική προς το περιβάλλον διέξοδο.
Αυτή την εβδομάδα στο περιοδικό Applied and Environmental Microbiology, ερευνητές αναφέρουν ότι απομονωμένα βακτήρια που συλλέχθηκαν στην Κρήτη δρουν ως εντομοκτόνα κατά των κουνουπιών Culex pipiens molestus, τα οποία μπορούν να μεταδώσουν παθογόνα για τον άνθρωπο, όπως ο ιός του Δυτικού Νείλου και ο ιός του πυρετού της κοιλάδας του Ριφτ. Σε εργαστηριακές δοκιμές, εκχυλίσματα που περιείχαν μεταβολίτες που παράγονται από 3 από τις απομονώσεις σκότωσαν το 100% των προνυμφών κουνουπιών μέσα σε 24 ώρες έκθεσης.
Αυτοί οι μεταβολίτες θα μπορούσαν να καθοδηγήσουν την ανάπτυξη βιοεντομοκτόνων με ελάχιστες οικολογικές παρενέργειες, σημείωσαν οι ερευνητές.
«Αποικοδομούνται πιο γρήγορα στο περιβάλλον και επομένως δεν συσσωρεύονται, ενώ συχνά δεν σκοτώνουν τόσο μεγάλο εύρος διαφορετικών ειδών εντόμων όσο τα χημικά εντομοκτόνα», δήλωσε ο Γιώργος Δημόπουλος, Ph.D., μοριακός εντομολόγος και μικροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins στη Βαλτιμόρη και στο Ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) στην Κρήτη. Ήταν συν-διευθυντής της νέας μελέτης, που διεξήχθη στην Κρήτη, μαζί με τον μοριακό βιολόγο John Vontas, Ph.D., στο IMBB.
Η έρευνα του Δημόπουλου επικεντρώνεται στα κουνούπια που μεταδίδουν παθογόνα στον άνθρωπο και τα τελευταία 15 χρόνια η ομάδα του έχει βρει μικρόβια που παράγουν μεταβολίτες που παρεμβαίνουν στα παθογόνα που προκαλούν ελονοσία και δάγκειο πυρετό, καθώς και ορισμένα βακτήρια που μπορούν να σκοτώσουν τα κουνούπια. Τελευταία, διερευνά βακτήρια που σκοτώνουν κουνούπια στην περιοχή της Μεσογείου στο πλαίσιο του προγράμματος MicroBioPest, το οποίο χρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση.
Για τη νέα μελέτη, οι ερευνητές συνέλεξαν 186 δείγματα από 65 τοποθεσίες σε ολόκληρη την Κρήτη. Τα δείγματα περιλάμβαναν επιφανειακό χώμα, χώμα γύρω από τις ρίζες των φυτών, ιστούς φυτών, δείγματα νερού και νεκρά έντομα. Στη συνέχεια εξέθεσαν προνύμφες του C. pipiens molestus σε υδατικά διαλύματα που περιείχαν μερικές από τις πιο υποσχόμενες απομονώσεις που βρέθηκαν στα δείγματα. Περισσότερες από 100 από τις απομονώσεις σκότωσαν όλες τις προνύμφες κουνουπιών μέσα σε 7 ημέρες και 37 από αυτές σκότωσαν τις προνύμφες μέσα σε 3 ημέρες. Αυτές οι 37 απομονώσεις αντιπροσώπευαν 20 γένη, πολλά από τα οποία δεν είχαν αναγνωριστεί προηγουμένως ως πιθανά βιοπαρασιτοκτόνα, δήλωσε ο Δημόπουλος.
Περαιτέρω αναλύσεις έδειξαν ότι τα βακτήρια ταχείας δράσης σκότωναν τις προνύμφες όχι μέσω μόλυνσης αλλά μέσω της παραγωγής ενώσεων όπως πρωτεΐνες και μεταβολίτες. Αυτό είναι ελπιδοφόρο, σημείωσε ο Δημόπουλος, διότι υποδηλώνει ότι ένα εντομοκτόνο που θα βασίζεται σε αυτά τα βακτήρια δεν θα εξαρτάται από τη διατήρηση των μικροβίων στη ζωή. Τα ευρήματα έχουν συνέπειες όχι μόνο για την καταπολέμηση των κουνουπιών, αλλά και ως ασφαλή βιοπαρασιτοκτόνα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο των γεωργικών παρασίτων.
Οι ερευνητές άρχισαν τώρα να μελετούν πιο προσεκτικά τη χημική φύση αυτών των εντομοκτόνων μορίων και να προσδιορίζουν αν πρόκειται για πρωτεΐνες ή μεταβολίτες. Χαρτογραφούν επίσης το φάσμα της εντομοκτόνου δράσης που επιδεικνύουν τα βακτήρια, περιλαμβανομένης της εξέτασης των απομονωμένων στελεχών έναντι άλλων στελεχών παθογόνων κουνουπιών και γεωργικών παρασίτων εντόμων.
Τα βιοεντομοκτόνα συχνά αποικοδομούνται γρήγορα και απαιτούν πολλαπλές εφαρμογές, δήλωσε ο Δημόπουλος, και η εξεύρεση του κατάλληλου τρόπου για τη διαμόρφωση και τη χορήγηση των ενώσεων θα αποτελέσει πρόκληση στο μέλλον. Η νέα μελέτη αντιπροσωπεύει τη φάση της ανακάλυψης.
«Τώρα μπαίνουμε στη φάση της βασικής επιστήμης για την κατανόηση της χημικής δομής και του τρόπου δράσης των μορίων και στη συνέχεια θα περάσουμε σε μια πιο εφαρμοσμένη πορεία, στοχεύοντας πραγματικά στην ανάπτυξη πρωτοτύπων προϊόντων», δήλωσε. «Υπάρχει μια σημαντική ώθηση προς την ανάπτυξη εντομοκτόνων φιλικών προς το περιβάλλον».
