모기 퇴치를 위한 새로운 천연물 발견 - 베이징 애완동물 식품 보조제 유한회사

기생충 및 벡터 15권, 기사 번호: 481(2022) 이 기사 인용

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벡터 제어는 모기 매개 질병의 공중 보건 부담을 줄이는 데 핵심적인 역할을 합니다. 오늘날의 매개체 제어 전략은 주로 합성 살충제에 의존합니다. 합성 살충제는 야외에서 살포할 때 환경에 부정적인 영향을 미칠 수 있으며 모기의 저항력 발달 능력 때문에 비효율적이 되는 경우가 많습니다. 이러한 과제를 회피하기 위한 대안적이고 유망한 접근 방식은 매개체 제어를 위해 자연에서 추출한 살충제(생물농약)를 사용하는 것입니다. 생물살충제는 모기와 같은 질병 매개체에 대해 수명을 단축시키는 효과를 갖는 자연 발생 유기체 또는 이로부터 파생된 물질을 구성할 수 있습니다. 여기서 우리는 잠재적으로 모기 방제를 위한 생물농약으로 개발될 수 있는 천연물 기반 생물학적 방제제의 발견과 평가를 제시합니다. 우리는 390개의 화합물로 구성된 천연물 컬렉션을 선별했으며 처음에는 뎅기열, 지카 바이러스, 치쿤구니야 및 황열병과 같은 바이러스를 전염시키는 황열병 모기 Aedes aegypti의 유충 단계를 죽일 수 있는 잠재적인 능력을 가진 26개의 분자를 식별했습니다. 화면에서 히트로 식별된 천연 제품은 생물살충제 개발에 대한 적합성에 대해 추가로 평가되었습니다. 우리는 천연 제품인 박토볼린(bactobolin), 메이탄신(maytansine) 및 오사마이신(ossamycin)을 선택하여 말라리아를 옮기는 모기 Anopheles gambiae의 유충 단계와 두 종의 성체 형태도 죽였다는 것을 보여줍니다. 우리는 모기 박멸 활성을 위한 두 가지 최고의 후보 소스(원산 유기체), 즉 두 박테리아 Burkholderia thailandensis 및 Streptomyces hygroscopicus var에서 추출한 조 추출물 및 제제의 유용성을 추가로 조사했습니다. 오사미케티쿠스.

벡터 매개 감염은 계속해서 주요 공중 보건 문제가 되고 있습니다. 세계 인구의 약 80%가 벡터 매개 질병에 걸릴 위험이 있습니다[1]. 말라리아, 뎅기열, 지카 바이러스, 치쿤구니야, 황열병 및 기타 모기 매개 질병은 전 세계적으로 매년 100만 명 이상의 사망을 초래하며 주로 저개발 지역에서 엄청난 사회 경제적 부담을 초래합니다 [2,3,4,5,6 ].

효율적인 벡터 제어는 가장 효과적인 예방 전략이며, 21세기 초 말라리아 사례 수가 감소했다는 고무적인 보고는 주로 살충제 기반 벡터 제어의 사용에 기인합니다[7]. 최신 세계 말라리아 보고서(2021)의 추정에 따르면 2000년에서 2020년 사이에 17억 건의 사례와 1,060만 명의 사망을 피할 수 있었습니다[2].

그러나 벡터 제어는 주로 표적이 거의 없는 화학 살충제에 의존하며, 이러한 살충제는 최근 점점 더 큰 저항성, 표적 외 독성 및 자연에서 오래 지속되는 지속성과 관련되어 왔습니다 [8]. 일반적으로 박테리아, 식물 또는 곰팡이에 의해 생산되는 2차 대사산물인 천연물(NP)은 이러한 우려와 관련하여 합성 살충 화합물에 대한 유망한 대안으로 간주됩니다[8, 9]. 일반적으로 생물농약의 독성이 낮고 환경에 미치는 영향은 대체 방법에 대한 필요성이 높아짐에 따라 생물농약에 대한 관심이 크게 증가한 농업 부문에서 다루어졌습니다[10, 11]. 역사적으로, 천연자원에서 분리된 추출물과 화합물은 항생제, 항종양, 항진균, 항균 또는 항기생충 활성을 통해 의약 건강의 여러 측면에 기여해 왔습니다[12, 13].

오늘날 모기 방제에 사용되는 가장 잘 확립된 NP 기반 생물농약은 Bacillus thuringiensis var. 이스라엘렌시스(Bti) [14]. 그 이점은 모기 특유의 작용 방식과 30년 이상 사용했음에도 불구하고 현장에서 아무런 저항도 보고되지 않았다는 사실과 관련이 있습니다[15]. 가장 큰 단점은 시기와 계절 동안 반복적인 유통이 필요하다는 점이며, 또 다른 한계는 현재까지 사용 가능한 제품이 모기 생활주기 중 유충 단계를 대상으로 하는 용도로만 사용된다는 점입니다. 새로운 모기살충 활동 개발을 위해 현재 탐색되고 있는 천연 자원으로는 곰팡이[16, 17], 식물[18,19,20,21,22,23,24,25] 및 미생물[26,27,28,29]이 있습니다. ,30,31], 식물이 가장 많이 대표됩니다.

25 NP compounds displayed larvicidal activity against the yellow fever mosquito Aedes aegypti, we then further evaluated a selection of the candidate NPs. Several of these proved active also against adult Aedes mosquitoes as well as against the major malaria mosquito vector Anopheles gambiae via several different delivery/exposure routes. In the concluding phase of our study, we went back to the bacterial source of origin of the most promising NP hit compounds bactobolin and ossamycin and verified that a crude extract of the secondary metabolites produced by these bacteria retained mosquitocidal activity. These two NPs stood out from the other hits as they were potent against both larvae and adult life stages. Our results suggest that this underexplored approach is an efficient method for searching for new mosquito-control products and encourages a deeper exploration of the ribosome inhibitor bactobolin from Burkholderia thailandensis and the ATPase inhibitor ossamycin from Streptomyces hygroscopicus var. ossamyceticus as potential biopesticide products./p> 90% by ELSD, major peak has the correct mass ion). The NPs were provided and stored dissolved in DMSO at – 20 °C until use. The screen for larvicidal activity was performed on Ae. aegypti Rockefeller strain L2 larvae. Four larvae were placed in 1 ml hatching broth (1 l deionized water mixed with one tablet of finely ground tropical fish flakes, autoclaved) in a 48-well plate (Corning Falcon polystyrene microplates). Five microliters of the dissolved compound to be tested was added to each well, resulting in a final concentration of 50 µM compound and 0.5% DMSO. All NPs were tested once. There were six negative control wells (0.5% DMSO, no NP) per plate, and all samples were analyzed in relation to the controls on the same plate. The survival of the larvae was noted daily for 7 days./p> 60% mortality at 48 h after injection of 1.4 nmol NP (Fig. 2). NP hits 1, 2, 21 and 24 killed 97%, 68%, 79% and 100%, respectively, of the adult Aedes mosquitoes at this dose. The most potent NP hits, 1 and 24, already caused 97% and 92% mortality, respectively, at 24 h after injection./p> 25% when tested at 0.14 nmol; NP hit 2 killed 3%, 21 killed 10%, and 24 killed 23% (Additional file 1, Table S2). These results indicate that some NP hits identified in the screen displayed the desirable property of both larvicidal and adulticidal activity./p>