Middelhavsbakterier viser potensial som nye myggbiopesticider

Myggbårne sykdommer dreper mer enn 700 000 mennesker hvert år, ifølge Verdens helseorganisasjon, og myggene som sprer dem er ekstremt vanskelige å kontrollere. De fleste arter har utviklet resistens mot alle større klasser av syntetiske insektmidler, hvorav mange utgjør helse- og miljørisikoer.

Biopesticider utvunnet fra levende organismer kan bidra til å overvinne resistens mot kjemiske insektmidler og tilby en miljøvennlig måte å kontrollere skadedyr på. Denne uken i Applied and Environmental Microbiology rapporterte forskere at bakterieisolater samlet på middelhavsøya Kreta fungerer som insektmidler mot Culex pipiens molestus-mygg, som kan overføre menneskelige patogener som West Nile-virus og Rift Valley-virus. I laboratorietester drepte ekstrakter som inneholdt metabolitter produsert av tre av isolatene 100 prosent av mygglarvene innen 24 timer etter eksponering.

«Disse metabolittene kan være grunnlaget for å utvikle biopesticider med minimale miljømessige bivirkninger», bemerker forskerne.
«De brytes ned raskere i miljøet, akkumuleres ikke og dreper vanligvis ikke et bredt spekter av forskjellige insektarter, slik kjemiske insektmidler gjør»,
forklarer George Dimopoulos, PhD, en molekylær entomolog og mikrobiolog ved Johns Hopkins University i Baltimore og Institute of Molecular Biology and Biotechnology (IMBB) på Kreta.

Oppdagelser på Kreta og MicroBioPest-prosjektet

Den nye studien ble ledet av Dimopoulos og molekylærbiolog John Vontas fra IMBB som en del av det EU-finansierte MicroBioPest-prosjektet.

Forskerne samlet inn 186 prøver fra 65 forskjellige steder over hele Kreta, inkludert matjord, jord rundt planterøtter, plantevev, vannprøver og døde insekter. Deretter eksponerte de larver av C. pipiens molestus for vandige løsninger som inneholdt de mest lovende isolatene.

• Mer enn 100 isolater ødela alle mygglarver i løpet av 7 dager.
• Av disse ødela 37 isolater larver innen 3 dager.
• Disse 37 isolatene representerte 20 forskjellige bakterieslekter, hvorav mange tidligere ikke hadde blitt vurdert som potensielle biopesticider.

Videre analyse viste at de hurtigvirkende bakteriene drepte larvene ikke ved å infisere dem, men ved å produsere forbindelser som proteiner og metabolitter.

"Dette er oppmuntrende fordi det antyder at et insektmiddel basert på disse bakteriene ikke ville stole på at mikroorganismene forblir i live," sa Dimopoulos.

Hva skjer nå?

Forskerne studerer nå den kjemiske naturen til de insektdrepende molekylene mer detaljert, og avgjør om de er proteiner eller metabolitter. De tester også omfanget av insektdrepende aktivitet til disse bakteriene, inkludert tester på andre arter av patogenbærende mygg og landbruksskadedyr.

«Biopesticider brytes ofte raskt ned og krever flere påføringer», sier Dimopoulos. «Å finne den rette måten å formulere og levere disse stoffene på vil bli en stor utfordring i fremtiden.»

Den nye studien representerer en oppdagelsesfase.

«Vi går nå over til den grunnleggende vitenskapen om å studere molekylers kjemiske strukturer og virkningsmekanismer, og deretter vil vi gå over til den anvendte retningen, og prøve å lage prototyper av produkter. Det er nå en alvorlig drivkraft for utvikling av miljøvennlige insektmidler», la han til.