PestisidaResistensi pada arthropoda pembawa penyakit, yang penting bagi pertanian, ilmu kedokteran hewan, dan kesehatan masyarakat, menimbulkan ancaman serius bagi program pengendalian vektor global. Studi sebelumnya telah menunjukkan bahwa vektor arthropoda penghisap darah mengalami tingkat kematian yang tinggi ketika mengonsumsi darah yang mengandung inhibitor 4-hidroksifenilpiruvat dioksigenase (HPPD, enzim kedua dalam jalur metabolisme tirosin). Studi ini meneliti kemanjuran inhibitor HPPD dalam herbisida β-triketon terhadap tiga spesies vektor nyamuk utama, termasuk yang menularkan penyakit tradisional seperti malaria, penyakit menular baru seperti demam berdarah dan virus Zika, serta ancaman virus baru seperti virus oropuche dan virus ursutu.Spesies ini mencakup nyamuk yang rentan terhadap piretroid dan nyamuk yang resisten terhadap piretroid.
Hanya nitisidone (bukan mesotrione, sulfadiazine, atau thiamethoxam) yang menunjukkan aktivitas pengendalian nyamuk yang signifikan ketika nyamuk penghisap darah bersentuhan dengan permukaan yang telah diberi perlakuan. Tidak ditemukan perbedaan signifikan dalam kerentanan terhadap nitisidone antara nyamuk Anopheles gambiae yang sensitif terhadap insektisida dan strain nyamuk dengan mekanisme resistensi ganda. Senyawa ini menunjukkan kemanjuran yang konsisten terhadap ketiga spesies nyamuk yang diuji, menunjukkan aktivitas spektrum luas terhadap vektor penyakit utama.
Studi ini menunjukkan bahwa nitisidone memiliki mekanisme kerja baru, berbeda dari klasifikasi Komite Aksi Resistensi Insektisida (IRAC) yang ada, yang menargetkan proses pencernaan darah. Efektivitas nitisidone terhadap strain resisten dan potensinya untuk diintegrasikan dengan tindakan pengendalian vektor yang ada, seperti kelambu yang diolah dan penyemprotan insektisida di dalam ruangan, menjadikannya kandidat ideal untuk memperluas strategi pencegahan dan pengendalian malaria, demam berdarah, penyakit virus Zika, dan penyakit virus baru lainnya.
Menariknya, bioassay standar Organisasi Kesehatan Dunia hanya menggunakan nyamuk yang diberi makan gula untuk menguji konsentrasi diskriminan insektisida yang mungkin tidak mematikan bagi nyamuk penghisap darah.[38] Hal ini menyoroti pentingnya mempertimbangkan potensi perbedaan dosis efektif antara nyamuk penghisap darah dan nyamuk tidak penghisap darah, yang dapat memengaruhi efikasi residu dan perkembangan resistensi. Meskipun dosis diskriminan (DD) biasanya ditentukan berdasarkan nilai LD99 untuk nyamuk penghisap darah, perbedaan fisiologi serangga dapat memengaruhi kerentanannya, dan oleh karena itu pengujian hanya pada nyamuk penghisap darah mungkin tidak sepenuhnya mencerminkan kisaran tingkat resistensi.
Studi ini berfokus pada kemanjuran tiga spesies nyamuk—Anopheles gambiae, Aedes aegypti, dan Culex quinquefasciatus—dalam uji penghisapan darah, yang mensimulasikan pendaratan nyamuk di dinding dan berfungsi sebagai target untuk perawatan dalam ruangan dengan insektisida tahan lama (IRS). Semua nyamuk betina terbunuh saat kontak dengan permukaan yang dilapisi nitisidone, tetapi tidak dengan inhibitor HPPD β-triketon lainnya. Memanfaatkan penyerapan inhibitor HPPD oleh kaki nyamuk merupakan strategi yang menjanjikan untuk mengatasi resistensi insektisida dan meningkatkan pengendalian vektor. Studi ini mendukung perlunya penelitian dan pengembangan lebih lanjut nitisidone untuk perawatan dalam ruangan dengan insektisida tahan lama sebagai alternatif untuk semprotan insektisida yang ada.
Tiga metode untuk menilai kemanjuran nitisidone sebagai insektisida eksternal dibandingkan. Perbedaan dianalisis antara pengujian menggunakan aplikasi topikal, aplikasi pada kaki serangga, dan aplikasi botol, serta metode aplikasi, metode pemberian insektisida, dan waktu paparan.
Namun, terlepas dari perbedaan tingkat kematian antara New Orleans dan Mukhza pada dosis tertinggi, semua konsentrasi lainnya lebih efektif di New Orleans (rentan) daripada di Mukhza (resisten) setelah 24 jam.
Untuk mengeksplorasi strategi pengendalian vektor yang inovatif, pendekatan yang menjanjikan untuk menemukan senyawa insektisida baru adalah dengan memperluas penelitian di luar target tradisional sistem saraf dan gen detoksifikasi untuk mencakup mekanisme penghisapan darah serangga. Studi sebelumnya telah menunjukkan bahwa nitisidone bersifat toksik setelah tertelan oleh serangga penghisap darah atau setelah penyerapan epidermis setelah aplikasi topikal (menggunakan pelarut).
Mengintegrasikan data dari beberapa metode deteksi dapat meningkatkan keandalan penilaian kemanjuran insektisida. Namun, perlu dicatat bahwa dari tiga metode yang dipertimbangkan, metode aplikasi topikal adalah yang paling tidak mewakili kondisi lapangan yang sebenarnya. Aplikasi langsung insektisida ke toraks nyamuk menggunakan larutan berair tidak meniru paparan tipikal Anopheles gambiae sl. [47], meskipun dapat memberikan indikasi perkiraan kerentanan Anopheles terhadap senyawa tertentu. Meskipun metode pelat kaca dan botol mengukur bioaktivitas melalui kontak kaki, hasilnya tidak dapat dibandingkan secara langsung. Perbedaan waktu paparan dan cakupan permukaan dapat secara signifikan memengaruhi mortalitas yang diamati dengan setiap metode deteksi; oleh karena itu, memilih metode deteksi yang tepat sangat penting untuk menilai kemanjuran insektisida secara akurat.
Penyemprotan insektisida efek residu (RIA) memanfaatkan perilaku istirahat nyamuk setelah makan, yang menyebabkan mereka menelan insektisida saat kontak dengan permukaan yang telah diberi perlakuan. Degradasi insektisida, cakupan semprotan yang tidak memadai, dan penanganan permukaan yang telah diberi perlakuan (misalnya, mencuci dinding setelah perawatan) dapat secara signifikan mengurangi efektivitas RIA. Masalah-masalah ini menyebabkan dua kesulitan: (1) nyamuk dapat bertahan hidup setelah terpapar dosis yang tidak mematikan; dan (2) meskipun resistensi terutama didorong oleh seleksi mematikan, paparan berulang terhadap dosis subletal dapat mendorong evolusi resistensi dengan memungkinkan beberapa individu resisten untuk bertahan hidup dan mempertahankan alel yang terkait dengan penurunan kerentanan [54]. Karena kami menggunakan nyamuk penghisap darah alih-alih nyamuk penghisap gula standar industri, perbandingan langsung dengan data yang telah dipublikasikan sebelumnya tidak mungkin dilakukan. Namun, perbandingan dosis diskriminan (DD) dan bentuk kurva respons dosis nitisidone dengan data untuk senyawa lain [47] cukup menggembirakan. Dosis diskriminan menggabungkan waktu paparan tetap dan jumlah insektisida yang diaplikasikan ke vial, dengan jumlah senyawa yang terserap bergantung pada waktu kontak sebenarnya pada kaki. Berdasarkan hasil ini, nitisidone lebih ampuh daripada tiametoksam, spinosad, mefenoksam, dan dinotefuran [47], menjadikannya kandidat ideal untuk formulasi insektisida dalam ruangan baru yang memerlukan optimasi lebih lanjut. Mempertimbangkan kemiringan kurva dosis-respons (yang didekati dengan menghitung kemiringan LC95 dan LC50 pada Gambar 3), nitisidone memiliki kurva paling curam, menunjukkan efikasinya yang tinggi. Hal ini konsisten dengan penelitian sebelumnya tentang nitisidone dalam uji pengisapan darah dan topikal pada vektor diptera lainnya, lalat tsetse (Glossina morsitans morsitans) [26]. Kami secara singkat menguji kemanjuran nitisidone (menggunakan uji pelat kaca) dengan memaparkan nyamuk Kissou (Gambar S1A) atau nyamuk New Orleans (Gambar S1B) pada nitisidone sebelum makan. Nitisidone tetap efektif pada kaki, mensimulasikan skenario nyamuk mendarat di dinding yang diberi perlakuan nitisidone sebelum makan, yang memerlukan penyelidikan lebih lanjut. Kemanjuran nitisidone (dan inhibitor HPPD lainnya) pada kaki dapat ditingkatkan dengan kombinasi dengan adjuvan seperti metil ester rapeseed (RME), seperti yang dijelaskan untuk insektisida lain [44, 55]. Dengan menguji efek RME pada *Gnaphalium affine* sebelum makan (Gambar S2), kami menemukan bahwa pada konsentrasi 5 mg/m², kombinasi dengan adjuvan seperti RME secara signifikan meningkatkan mortalitas nyamuk.
Kinetika pembunuhan nyamuk oleh nitisidone yang tidak diformulasikan pada berbagai strain resisten menarik untuk dipelajari. Mortalitas yang lebih lambat pada strain VK7 2014 mungkin disebabkan oleh penebalan epidermis, pengurangan konsumsi darah, atau percepatan pencernaan darah—faktor-faktor yang tidak kami teliti. Nitisidone menunjukkan toksisitas rendah terhadap strain nyamuk Culex muheza yang resisten, menunjukkan perlunya studi lebih lanjut pada konsentrasi yang lebih tinggi (25 hingga 125 mg/m²). Lebih lanjut, mirip dengan Culex, nyamuk Aedes kurang sensitif terhadap nitisidone dibandingkan Anopheles, yang mungkin menunjukkan perbedaan fisiologis antara kedua spesies dalam hal konsumsi darah dan laju pencernaan [27]. Perbedaan ini menyoroti pentingnya memahami karakteristik spesifik spesies ketika mengevaluasi insektisida yang diaktifkan oleh darah. Meskipun aksinya bergantung pada darah dan tertunda, nitisidone mungkin memiliki nilai praktis karena dapat bekerja sebelum nyamuk bertelur atau mengurangi kesuburan keseluruhannya. Karena mekanisme kerjanya yang unik, yaitu menargetkan jalur degradasi tirosin dengan menghambat 4-hidroksifenilpiruvat dioksigenase (HPPD), nitisidone menjanjikan sebagai bagian dari strategi pengendalian vektor yang komprehensif. Namun, kemungkinan berkembangnya resistensi obat akibat mutasi pada situs target atau adaptasi metabolisme harus dipertimbangkan, dan penelitian lebih lanjut saat ini sedang dilakukan untuk mengeksplorasi mekanisme ini.
Hasil penelitian kami menunjukkan bahwa nitisidone membunuh nyamuk penghisap darah melalui kontak kaki, suatu mekanisme yang tidak diamati pada mesotrione, sulfadiazine, dan thiamethoxam. Efek pembunuhan ini tidak membedakan antara strain nyamuk yang sensitif atau sangat resisten terhadap kelas insektisida lain, termasuk piretroid, organoklorida, dan karbamat potensial. Lebih lanjut, efisiensi penyerapan epidermis nitisidone tidak terbatas pada spesies Anopheles; hal ini dikonfirmasi oleh kemanjurannya terhadap Culex pipiens pallens dan Aedes aegypti. Data kami mendukung perlunya penelitian lebih lanjut untuk mengoptimalkan penyerapan nitisidone, misalnya, dengan meningkatkan penyerapan epidermis secara kimiawi atau menggunakan adjuvan. Melalui mekanisme kerjanya yang unik, nitisidone secara efektif memanfaatkan perilaku penghisap darah nyamuk betina. Hal ini menjadikannya kandidat ideal untuk semprotan insektisida dalam ruangan dan kelambu inovatif dengan aksi insektisida tahan lama, terutama di daerah-daerah di mana metode pengendalian nyamuk tradisional melemah akibat penyebaran resistensi piretroid yang cepat.
Waktu posting: 23 Desember 2025