Bakterie śródziemnomorskie wykazują potencjał jako nowe biopestycydy na komary

Choroby przenoszone przez komary zabijają ponad 700 000 osób rocznie, według Światowej Organizacji Zdrowia, a komary, które je roznoszą, są niezwykle trudne do zwalczenia. Większość gatunków wykształciła odporność na wszystkie główne klasy syntetycznych insektycydów, z których wiele stanowi zagrożenie dla zdrowia i środowiska.

Biopestycydy pochodzące z organizmów żywych mogą pomóc w przezwyciężeniu oporności na chemiczne insektycydy i zaoferować przyjazny dla środowiska sposób zwalczania szkodników. W tym tygodniu w czasopiśmie „Applied and Environmental Microbiology” naukowcy donieśli, że izolaty bakterii zebrane na śródziemnomorskiej wyspie Krecie działają jako insektycydy przeciwko komarom Culex pipiens molestus, które mogą przenosić ludzkie patogeny, takie jak wirus Zachodniego Nilu i wirus Doliny Rift. W testach laboratoryjnych ekstrakty zawierające metabolity wytwarzane przez trzy z tych izolatów zabiły 100% larw komarów w ciągu 24 godzin od kontaktu.

„Te metabolity mogą stanowić podstawę do opracowania biopestycydów o minimalnych skutkach ubocznych dla środowiska” – zauważają naukowcy.
„Ulegają one szybszemu rozkładowi w środowisku, nie kumulują się i generalnie nie zabijają szerokiej gamy gatunków owadów, tak jak chemiczne insektycydy” –
wyjaśnia dr George Dimopoulos, entomolog molekularny i mikrobiolog z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa w Baltimore oraz Instytutu Biologii Molekularnej i Biotechnologii (IMBB) na Krecie.

Odkrycie na Krecie i projekt MicroBioPest

Nowe badanie zostało przeprowadzone pod przewodnictwem Dimopoulosa i biologa molekularnego Johna Vontasa z IMBB w ramach finansowanego przez Unię Europejską projektu MicroBioPest.

Naukowcy zebrali 186 próbek z 65 różnych lokalizacji na Krecie, w tym wierzchnią warstwę gleby, glebę wokół korzeni roślin, tkankę roślinną, próbki wodne i martwe owady. Następnie poddali larwy C. pipiens molestus działaniu roztworów wodnych zawierających najbardziej obiecujące izolaty.

• Ponad 100 izolatów zniszczyło wszystkie larwy komarów w ciągu 7 dni.
• 37 z nich zniszczyło larwy w ciągu 3 dni.
• Te 37 izolatów reprezentowało 20 różnych rodzajów bakterii, z których wiele nie było wcześniej branych pod uwagę jako potencjalne biopestycydy.

Dalsza analiza wykazała, że szybko działające bakterie zabijały larwy nie poprzez zakażenie ich, lecz poprzez produkcję związków takich jak białka i metabolity.

„To zachęcające, ponieważ sugeruje, że działanie insektycydu bazującego na tych bakteriach nie będzie zależało od przeżycia mikroorganizmów” – powiedział Dimopoulos.

Co dalej?

Naukowcy badają obecnie dokładniej naturę chemiczną cząsteczek owadobójczych, ustalając, czy są one białkami, czy metabolitami. Testują również zakres aktywności owadobójczej tych bakterii, w tym testy na innych gatunkach komarów przenoszących patogeny oraz szkodników rolniczych.

„Biopestycydy często ulegają szybkiemu rozkładowi i wymagają wielokrotnego stosowania” – mówi Dimopoulos. „Znalezienie odpowiedniego sposobu formułowania i dostarczania tych związków będzie w przyszłości ogromnym wyzwaniem”.

Nowe badanie stanowi fazę odkryć.

„Przechodzimy teraz do nauki podstawowej, czyli badania struktur chemicznych i mechanizmów działania cząsteczek, a następnie przejdziemy do kierunku stosowanego, próbując tworzyć prototypy produktów. Obecnie istnieje poważny impuls dla rozwoju przyjaznych dla środowiska insektycydów” – dodał.