Một đột biến gen kênh na + liên quan với sự kháng pyrethroid loài aedes aegypti ở Mỹ la tinh

Pyrethroids tổng hợp như: permethrin, deltamethrin, resmethrin và sumithrin thường được sử dụng rộng rãi để diệt muỗi trưởng thành. Thêm vào đó màn, rèm và những vật dụng khác cũng được tẩm pyrethroid để bảo vệ cá nhân. Sự kháng hóa chất trở nên phổ biến nhiều nơi trên thế giới.

Kháng sinh hóa và kháng gen là hai hình thức kháng pyrethroid chủ yếu của muỗi ( Soderlund & Blomquist 1990, Soderlund 1997, Soderlund & Knipple 1999). Đột biến gen của muỗi làm tăng sức đề kháng với nhóm hóa chất này là một mối đe dọa lớn đối với sức khỏe cộng đồng.

Kháng Knockdown pyrethroids (kdr) thường là do các đột biến di hợp tử trong kênh vận chuyển natri điện giải qua màng tế bào làm muỗi không bị ức chế men esterase và monooxygenase giảm hoạt tính pyrethroid. Kdr có nhiều mức độ và phụ thuộc vào cấu trúc hóa chất như: descyano-3-phenoxybenzyl alcohol (I) hay alpha cyano-3-phenoxybenzyl ahcohol (II). Phát hiện sớm kdr là rất quan trọng cho sự phát triển chiến lược quản lý tính kháng.

Ae.aegypti là vector chính của 4 type virus dengue và sốt vàng da. Mỗi năm có khoảng 50-100 triệu ca nhiểm Dengue. Brengues và các cộng sự đã kiểm tra kháng DDT và pyrethroid đối với Ae.aegypti tại 13 điểm và tìm thấy kháng DDT và pyrethroid ở các chủng Semanang ở trung Java, Belem ở Brasil và Long Hòa, Việt Nạm

Nhóm nghiên cứu đã giải mã trình tự gen mã hóa đoạn 6 gen kỵ nước ở vùng II gen điều khiển kênh Na+ Ae. aegypti. Nhóm nghiên cứu đã phân tích exon 19-21 mã hóa amino acid ở vị trí 908-1036. Exon 19 mã hóa amino acid liên quan siêu kháng kdr bao gồm methionine ở vị trí 918, leucine ở vị trí 925, threonine ở vị trí 929 và leucine ở vị trí 932 ( Soderlund & Knipple 2003). Exon 20 mã hóa leucine thay thế phenylalamine ở vị trí 1014 mà liên quan sự mất nhạy thần kinh đối với pyrethroid có phạm vi rộng đối với các loài côn trùng bao gồm An.gambiae ( Soderlund & Knipple 2003).

Bregues và cộng sự (2003) đã khám phá 7 điểm đột biến ở Ae.aegypti có liên quan đến An.gambiae. Chủng Belem có một valine ở vị trí 923 (exon 19). Trong khi 3 chủng Ae.aegypti và An.gambiae ở cùng vị trí. Tất cả chủng Ae.aegypti chứa một isoleucine ở vị trí 952 (exon 20) và 1 lysine ở vị trí 961 (exon 20). An.gambiae có 1 valine và histidine.

Chủng Long Hòa có trytophan ở vị trí 988 (exon 20). Trong khi 3 chủng khác Ae.aegypti và An.gambiae có leucine ở cùng vị trí (try 982). Leucine thay thế phenylalamine ở vị trí 1014 thì vắng ở các dòng Ae.aegypti. tuy nhiên chủng Belem có methiomine ở vị trí 1011 (exon 20). Trong khi 3 chủng Ae.aegypti và An.gambiae có 1 isoleucine ở cùng vị trí (met 1011). Hơn nữa chủng Thái Lan có 1 glycine ở vị trí 1016 (exon 21). Trong khi 3 chủng Ae.aegypti và An.gambiae mã hóa valine ở cùng vị trí (gly 1016).

Phân tích trên bọ gậy từ các chủng mang những đột biến này cho thấy giảm độ nhạy permethrin hay lamda_cyhalothrin ức chế lên thần kinh khi so sánh với những chủng nhạy.

Giải mã trình tự gen cho những đột biến dị hợp tử này ở exon 20 và exon 21 trong 87 con muỗi từ 30 chủng Ae.aegypti từ khắp châu Mỹ La Tinh. Nhóm nghiên cứu phát hiện 2 đột biến ở codon 1011 và codon 1016. Một A/G di chuyển vào vị trí đầu tiên của codon 1011 mã hóa 1 Val thay thế và một A/G di chuyển vào vị trí đầu tiên của codon 1016 mã hóa 1 isoleucine thay thế. Mối quan hệ của 6 cặp alen ở codon 1011 và 1016 mã hóa kênh Na+ màng tế bào Aedes.aegypti như sau:

Nhóm nghiên cứu đã phát triển các phân tích PCR cho 6 cặp alen này có thể đọc được trên gel agarose hay trên realtime PCR machine. Trong 30 chủng từ khắp Mỹ La Tinh và chủng nhạy từ Rockefeller, New Orlean nhóm nghiên cứu đã ước lượng tần số iso 1011, Met 1011, Val 1011, Val 1016, iso 1016 và Gly 1016.

Thêm nữa nhóm nghiên cứu cho thấy 2 thí nghiệm chọn lọc với deltamethrin trên chủng muỗi thực địa từ Santiago de Cuba (Rodriguez và CS 2005) và permethrin trên chủng muỗi Isla Mujeres, Mexico có sự tăng lên nhanh chóng tần số của alen Iso1016 nhưng giảm tần số Met 1011 và Val 1011. Thử sinh học thế hệ F(3) từ những cha mẹ đồng hợp tử Val1016 nhạy permethrin ở New Orlean và từ những cha mẹ đồng hợp tử Iso1016 kháng permethrin ở Isla Mujeres cho thấy rằng gen mả hóa Iso 1016 như một alen lặn trong kdr.

Phân tích của sự phân chia giữa các alen tại codon 1011 và codon 1016 trong F (3) cho thấy một tỷ lệ cao tái tổ hợp mặc dù hai codon chỉ cách nhau bởi một khoảng 250 bp intron. Những thông tin, công cụ này trình bày nhằm cung cấp một phương tiện để phát hiện sớm kdr có ý nghĩa quan trọng cho sự phát triển chiến lược quản lý tính kháng hóa chất của Ae.aegypti.

CN. Lê Tấn Kiệt dịch theo nguồn: www.mendeley.com/research/mutation-voltagegated-sodium-channel-gene-associated-pyrethroid-resistance-latinamerican-aedesaegypti.