Khả năng thích nghi và kháng lại các yếu tố bất lợi trong đời sống là bản năng của mọi sinh vật sống. Tuy nhiên, đối với những sinh vật gây bệnh hoặc truyền mầm bệnh như muỗi kháng với hóa chất diệt côn trùng là một trong những thách thức to lớn đối với nền y học toàn cầu.
Cơ chế kháng hóa chất diệt của côn trùng
Từ Đại học Lyon I, Đại học Joseph Fourier và Trung tâm nghiên cứu Y học thuộc Viện Pasteur Pháp tại Guiana, các nhà khoa học đã tiến hành phân tích các đột biến trong hệ gen cho phép muỗi có khả năng kháng hóa chất diệt côn trùng. Điều này có thể giúp tìm ra các phương pháp diệt trừ muỗi truyền mầm bệnh. Công trình nghiên cứu này được đăng trên Tạp chí Nghiên cứu hệ Gen, ra ngày 23/7/2015.
Muỗi nhiệt đới là vector truyền một số bệnh nguy hiểm cho người như sốt xuất huyết, sốt vàng da và bệnh sốt Chikungunya (nguồn: N. Rahola, Viện Nghiên cứu Phát triển Pháp)
Như đã biết, khả năng muỗi kháng với hóa chất diệt côn trùng là mối đe dọa hiện nghiêm trọng trong việc phòng chống sốt rét, sốt xuất huyết và một số bệnh khác do muỗi mang mầm bệnh truyền sang người. Việc giám sát và phát hiện các cấp độ kháng trong quần thể muỗi tự nhiên là cần thiết để cho phép quản lý nhạy kháng của muỗi cho đến khi không có lựa chọn thay thế nào khác ngoại trừ việc phải sử dụng hóa chất diệt. Cho đến nay một số các cơ chế giúp muỗi kháng hóa chất diệt vẫn còn ít được biết đến. Ví dụ, các yếu tố di truyền trao đổi chất của muỗi có liên quan đến sự phân hủy sinh học của thuốc trừ sâu nhờ vào các enzyme giải độc, vẫn chưa được hiểu rõ. Các nhà khoa học đã sử dụng một phương pháp mới liên quan đến giải trình tự một số lượng lớn DNA để xác định các gen kháng này trong muỗi Aedes aegypti, một “người anh em họ gần” của muỗi hổ châu Á và các vector sốt xuất huyết, bệnh sốt Chikungunya ở các vùng nhiệt đới. Các nhà khoa học đã sử dụng kỹ thuật tin sinh học để nhắm tới hơn 760 gen có khả năng tham gia vào sự kháng hóa chất diệt. Như vậy chỉ một số lượng lớn DNA chứ không phải là trình tự toàn bộ hệ gen của muỗi vì việc này gây tốn kém và mất thời gian.
Sau khi phân tích những gen được chọn lọc này bằng phương pháp sắp xếp trình tự thông lượng cao (high‐throughput sequencing), nhóm nghiên cứu đã nhận thấy rằng có một sự gia tăng trong hoạt động của các enzyme giải độc trong muỗi kháng, chúng thường được kích hoạt bởi một sự gia tăng về số lượng các bản sao gen mã hóa cho các enzyme này. Từ đó họ cũng có thể chứng minh rằng các đột biến ảnh hưởng đến các enzyme có thể làm tăng phân hủy sinh học (biodegradation) trong muỗi kháng với thuốc trừ sâu.
Một nhân viên y tế tại Cộng hòa
Các nhà nghiên cứu cũng quan sát thấy rằng các chỉ dấu sinh học kháng hóa chất xuất hiện vùng nhiệt đới ít tồn tại trong một số châu lục, những phát hiện này cho thấy rằng trong số các mảng lớn của các enzym giải độc được chọn lọc bởi muỗi trong quá trình tiến hóa của muỗi (có thể hơn 200 gen), một số được tái cấu trúc bởi các loài côn trùng để chống lại hóa chất diệt và sự kháng này tùy thuộc vào dòng chảy gen giữa các quần thể, lịch sử tiến hóa của, sự xuất hiện của đột biến, cũng như thay đổi môi trường như việc sử dụng thuốc trừ sâu trong nông nghiệp trên diện rộng trong thời gian dài. Những phát hiện mới này là một bước tiến quan trọng trong sự hiểu biết về sự tiến hóa trong cơ chế di truyền của muỗi để thích nghi với thuốc trừ sâu, và từ đây, chúng ta có thêm các cơ hội mới để phát hiện sự nhạy kháng của muỗi ở giai đoạn đầu, ví dụ như bằng cách sử dụng các xét nghiệm sinh học phân tử. Điều này sẽ cải thiện việc giám sát và kiểm soát côn trùng gây bệnh nói chung và muỗi truyền bệnh nói chung trong việc kháng hóa chất diệt, hơn nửa, chúng ta sẽ có thêm các biện pháp phòng trừ cũng như cách thức tiêu diệt các vector truyền bệnh.
Với nghiên cứu này, các nhà khoa học đang bắt đầu thành lập một mạng lưới có quy mô lớn liên quan đến hơn 40 quốc gia và 10 tổ chức với mục đích biên soạn bản đồ toàn cầu đầu tiên về cơ chế kháng hóa chất diệt côn trùng của muỗi. Sáng kiến quan trọng này đã nhận được sự hỗ trợ của Tổ chức Y tế thế giới (WHO).
