INVESTIGATIONS ON THE DETOXIFICATION MECHANISMS OF THE MALARIA VECTOR ANOPHELES STEPHENSI
Creators: name: FERRARI, MARCO
Publisher: name: Universit� degli Studi di Milano
Year: 2018

description: Il lavoro di tesi si � focalizzato sulla risposta del defensoma ad uno stimolo chimico in Anopheles stephensi, il principale vettore malarico nel sud dell?Asia. La malaria � una malattia parassitaria che ha come agenti eziologici parassiti appartenente al genere Plasmodio, di cui cinque specie sono note per essere responsabili per la malattia nell?uomo. Secondo l?Organizzazione Mondiale della Sanit� (World Health Organization, WHO) la malaria ha causato nel 2016 circa 445.000 morti e 216 milioni di casi, rappresentando una minaccia alla salute delle popolazioni che vivono in zone endemiche ed un impedimento allo sviluppo dei Paesi del Terzo Mondo. Per cercare di controllare ed eliminare la malattia, a partire dagli anni cinquanta del novecento sono state condotte diverse campagne di eradicazione basate essenzialmente su due componenti principali: la cura dell?infezione in soggetti infetti con farmaci antimalarici e la prevenzione dell?infezione tramite l?utilizzo di insetticidi e repellenti. La forte pressione selettiva contro il parassita e contro il vettore (zanzare del genere Anopheles) ha per� portato in questi ultimi all?insorgenza, in diverse parti del mondo, di resistenze contro i principali farmaci e insetticidi utilizzati nel controllo della malaria, minacciando la salute di milioni di persone ed il raggiungimento degli obbiettivi posti dalla WHO. Per combattere questo fenomeno si rende necessario comprendere i meccanismi di detossificazione contro gli xenobiotici sia nel parassita che nel vettore e identificare nuovi target per lo sviluppo di strategie volte a restituire efficacia alle armi di cui disponiamo nella lotta contro questa malattia. Il primo articolo presentato in questa tesi si focalizza sulla risposta dell?intero defensoma chimico nello stadio larvale di un ceppo sensibile di An. stephensi in seguito all?esposizione ad un piretroide, la permetrina, insetticida maggiormente utilizzato nel controllo di insetti vettori e per l?irrorazione di coltivazioni. Attraverso l?utilizzo di un approccio di trascrittomica comparativa, � stato possibile determinare la risposta di enzimi e trasportatori di membrana implicati nelle diverse fasi della detossificazione facenti parte del cos� detto defensoma chimico. I risultati ottenuti hanno permesso di individuare una risposta modulata nel tempo dei diversi componenti del defensoma, ma anche di svariati altri geni non strettamente collegati alla detossificazione, evidenziando come l?esposizione all?insetticida induca una riallocazione delle risorse metaboliche deplete dall?azione dell?insetticida stesso. Questo studio conferma inoltre il coinvolgimento dei trasportatori ATP-binding cassette (ABC) nei processi di detossificazione dai piretroidi in An. stephensi. Si � quindi voluto investigare se questi stessi trasportatori siano implicati nella risposta al medesimo insetticida anche allo stadio adulto del vettore. I risultati evidenziano come due dei sei geni analizzati (ABCG4 e ABCBmember6) mostrino una sovraregolazione con una risposta dipendente dal sesso degli individui di appartenenza. Questa differenza legata al sesso potrebbe contribuire a spiegare la maggior sensibilit� degli individui di sesso maschile rispetto a quelli di sesso femminile in seguito all?esposizione all?insetticida. In entrambi questi lavori, si evidenzia in particolare come un trasportatore ABC appartenente alla sub-famiglia G sia costantemente sovraregolato: l?ABCG4. Per valutare l?importanza del gene ABCG4 in larve di An. stephensi si � quindi deciso di utilizzare una tecnica di silenziamento post- trascrizionale chiamata RNA interference (RNAi). Con l?utilizzo di specifici small interfering RNA (siRNA) si � indotta la sottoregolazione del trasportatore che non � stato quindi in grado di svolgere il suo ruolo nell?estrusione dell?insetticida, inducendo un aumento della mortalit� larvale a basse dosi di siRNA. Dopo aver verificato la presenza di un effetto sistemico della RNAi che si propaga al di l� dell?intestino della larva, si � anche dimostrato che il silenziamento effettuato nella larva permane nell?adulto esposto all?insetticida. Al fine di caratterizzare la risposta dei trasportatori ABC contro diverse classi di insetticidi, negli ultimi due articoli presentati si sono esposte larve di An. stephensi all?insetticida temephos, organofosfato generalmente utilizzato per il controllo larvale, e ad un estratto di semi di Azadirachta indica. In entrambi i casi, non si � evidenziata un?espressione differenziale rispetto a larve non trattate, n� si � ottenuto un aumento di mortalit� somministrando, oltre agli insetticidi, anche un inibitore dei trasportatori ABC, il verapamil. Si � quindi evidenziato come, in larve di An. stephensi, la risposta di questi trasportatori di membrana sia ampiamente variabile in base al tipo di insetticida utilizzato.