Middelhavsbakterier viser potentiale som nye biopesticider mod myg

Myggebårne sygdomme dræber mere end 700.000 mennesker hvert år ifølge Verdenssundhedsorganisationen, og de myg, der spreder dem, er ekstremt vanskelige at bekæmpe. De fleste arter har udviklet resistens over for alle større klasser af syntetiske insekticider, hvoraf mange udgør en sundheds- og miljømæssig risiko.

Biopesticider udvundet af levende organismer kan hjælpe med at overvinde resistens over for kemiske insekticider og tilbyde en miljøvenlig måde at bekæmpe skadedyr på. Denne uge i Applied and Environmental Microbiology rapporterede forskere, at bakterieisolater indsamlet på middelhavsøen Kreta fungerer som insekticider mod Culex pipiens molestus-myg, som kan overføre humane patogener såsom West Nile-virus og Rift Valley-virus. I laboratorietests dræbte ekstrakter indeholdende metabolitter produceret af tre af isolaterne 100 procent af myggelarverne inden for 24 timer efter eksponering.

"Disse metabolitter kan danne grundlag for udvikling af biopesticider med minimale miljømæssige bivirkninger," bemærker forskerne.
"De nedbrydes hurtigere i miljøet, ophobes ikke og dræber generelt ikke en bred vifte af forskellige insektarter, sådan som kemiske insekticider gør,"
forklarer George Dimopoulos, ph.d., molekylær entomolog og mikrobiolog ved Johns Hopkins University i Baltimore og Institute of Molecular Biology and Biotechnology (IMBB) på Kreta.

Opdagelser på Kreta og MicroBioPest-projektet

Det nye studie blev ledet af Dimopoulos og molekylærbiolog John Vontas fra IMBB som en del af det EU-finansierede MicroBioPest-projekt.

Forskerne indsamlede 186 prøver fra 65 forskellige steder på Kreta, herunder muldjord, jord omkring planterødder, plantevæv, akvatiske prøver og døde insekter. De eksponerede derefter C. pipiens molestus-larver for vandige opløsninger, der indeholdt de mest lovende isolater.

• Mere end 100 isolater udrydde alle myggelarver inden for 7 dage.
• Af disse ødelagde 37 isolater larver inden for 3 dage.
• Disse 37 isolater repræsenterede 20 forskellige bakterieslægter, hvoraf mange ikke tidligere var blevet betragtet som potentielle biopesticider.

Yderligere analyse viste, at de hurtigtvirkende bakterier dræbte larverne ikke ved at inficere dem, men ved at producere forbindelser som proteiner og metabolitter.

"Dette er opmuntrende, fordi det antyder, at et insekticid baseret på disse bakterier ikke ville være afhængig af, at mikroorganismerne forbliver i live," sagde Dimopoulos.

Hvad er det næste?

Forskerne studerer nu den kemiske natur af de insekticide molekyler mere detaljeret og bestemmer, om de er proteiner eller metabolitter. De tester også omfanget af disse bakteriers insekticide aktivitet, herunder test på andre arter af patogenbærende myg og landbrugsskadedyr.

"Biopesticider nedbrydes ofte hurtigt og kræver flere anvendelser," siger Dimopoulos. "At finde den rigtige måde at formulere og levere disse forbindelser på vil være en stor udfordring i fremtiden."

Den nye undersøgelse repræsenterer en opdagelsesfase.

"Vi bevæger os nu til den grundlæggende videnskab med at studere molekylers kemiske strukturer og virkningsmekanismer, og derefter vil vi bevæge os til den anvendte retning og forsøge at skabe prototyper af produkter. Der er nu en seriøs drivkraft for udviklingen af miljøvenlige insekticider," tilføjede han.