کیڑے مار دوا سے مزاحم اینوفلیس مچھر ایتھوپیا سے، لیکن برکینا فاسو سے نہیں، کیڑے مار دوا کی نمائش کے بعد مائکرو بائیوٹا کی ساخت میں تبدیلیاں ظاہر کرتے ہیں | پرجیوی اور ویکٹر

ملیریا افریقہ میں موت اور بیماری کی ایک بڑی وجہ بنی ہوئی ہے، جس کا سب سے زیادہ بوجھ 5 سال سے کم عمر کے بچوں میں ہے۔ بیماری کی روک تھام کا سب سے مؤثر ذریعہ کیڑے مار ویکٹر کنٹرول ایجنٹ ہیں جو بالغ اینوفلیس مچھروں کو نشانہ بناتے ہیں۔ ان مداخلتوں کے وسیع پیمانے پر استعمال کے نتیجے میں، کیڑے مار ادویات کے سب سے زیادہ استعمال ہونے والے طبقوں کے خلاف مزاحمت اب پورے افریقہ میں پھیل چکی ہے۔ اس فینوٹائپ کی طرف لے جانے والے بنیادی میکانزم کو سمجھنا مزاحمت کے پھیلاؤ کو ٹریک کرنے اور اس پر قابو پانے کے لیے نئے اوزار تیار کرنے کے لیے دونوں ضروری ہیں۔
اس مطالعے میں، ہم نے برکینا فاسو سے کیڑے مار دوا سے مزاحم اینوفیلس گیمبیا، اینوفیلس کروزی، اور انوفلیس عربینسس آبادیوں کی مائکرو بایوم مرکب کا موازنہ کیڑے مار دوا سے حساس آبادیوں سے کیا، ایتھوپیا سے بھی۔
ہمیں کیڑے مار دوا سے مزاحم اور کے درمیان مائکرو بائیوٹا کی ساخت میں کوئی فرق نہیں ملاکیڑے مار دوا-برکینا فاسو میں حساس آبادی۔ اس نتیجے کی تصدیق برکینا فاسو کے دو ممالک کی کالونیوں کے لیبارٹری مطالعات سے ہوئی۔ اس کے برعکس، ایتھوپیا کے انوفیلس عربینسس مچھروں میں، مرنے والوں اور کیڑے مار ادویات کے استعمال سے بچ جانے والوں کے درمیان مائکرو بائیوٹا کی ساخت میں واضح فرق دیکھا گیا۔ اس Anopheles arabiensis آبادی کی مزاحمت کی مزید چھان بین کرنے کے لیے، ہم نے RNA کی ترتیب کا مظاہرہ کیا اور کیڑے مار دوا کے خلاف مزاحمت سے وابستہ detoxification genes کے امتیازی اظہار کے ساتھ ساتھ سانس، میٹابولک، اور Synaptic آئن چینلز میں تبدیلیاں پائی۔
ہمارے نتائج بتاتے ہیں کہ بعض صورتوں میں مائیکرو بائیوٹا ٹرانسکرپٹوم تبدیلیوں کے علاوہ کیڑے مار دوا کے خلاف مزاحمت کی نشوونما میں حصہ ڈال سکتا ہے۔
اگرچہ مزاحمت کو اکثر انوفیلس ویکٹر کے جینیاتی جزو کے طور پر بیان کیا جاتا ہے، لیکن حالیہ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ کیڑے مار دوا کی نمائش کے جواب میں مائکرو بایوم میں تبدیلی آتی ہے، جو مزاحمت میں ان جانداروں کے لیے کردار کی تجویز کرتی ہے۔ درحقیقت، جنوبی اور وسطی امریکہ میں Anopheles gambiae مچھروں کے ویکٹرز کے مطالعے نے pyrethroids کے سامنے آنے کے بعد epidermal microbiome میں نمایاں تبدیلیاں ظاہر کی ہیں، نیز آرگن فاسفیٹس کے سامنے آنے کے بعد مجموعی طور پر مائکرو بایوم میں ہونے والی تبدیلیاں۔ افریقہ میں، کیمرون، کینیا، اور کوٹ ڈیوائر میں پائیرتھرایڈ مزاحمت مائکرو بائیوٹا کی ساخت میں تبدیلیوں کے ساتھ منسلک ہے، جب کہ لیبارٹری سے موافقت شدہ اینوفلیس گیمبیا نے پائریٹرایڈ مزاحمت کے لیے انتخاب کے بعد اپنے مائیکرو بائیوٹا میں تبدیلیاں دکھائی ہیں۔ مزید برآں، اینٹی بائیوٹکس کے ساتھ تجرباتی علاج اور لیبارٹری میں نوآبادیاتی انوفلیس عربیئنسس مچھروں میں معروف بیکٹیریا کے اضافے نے پائریٹروائڈز کے لیے رواداری میں اضافہ ظاہر کیا۔ ایک ساتھ، یہ اعداد و شمار بتاتے ہیں کہ کیڑے مار دوا کے خلاف مزاحمت کو مچھر مائکرو بایوم سے جوڑا جا سکتا ہے اور یہ کہ کیڑے مار دوا کے خلاف مزاحمت کے اس پہلو کو بیماری کے ویکٹر کنٹرول کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
اس مطالعے میں، ہم نے 16S کی ترتیب کا استعمال اس بات کا تعین کرنے کے لیے کیا کہ آیا مغربی اور مشرقی افریقہ میں لیبارٹری میں نوآبادیاتی اور کھیت سے جمع کیے گئے مچھروں کا مائکرو بائیوٹا ان لوگوں کے درمیان مختلف ہے جو زندہ بچ گئے اور ان لوگوں کے درمیان جو پائریتھرایڈ ڈیلٹامیتھرین کے سامنے آنے کے بعد مر گئے۔ کیڑے مار ادویات کے خلاف مزاحمت کے تناظر میں، افریقہ کے مختلف خطوں سے مائکرو بائیوٹا کا مختلف انواع اور مزاحمت کی سطحوں سے موازنہ کرنے سے مائکروبیل کمیونٹیز پر علاقائی اثرات کو سمجھنے میں مدد مل سکتی ہے۔ لیبارٹری کالونیاں برکینا فاسو سے تھیں اور دو مختلف یورپی لیبارٹریوں میں پالی گئیں (جرمنی میں An. coluzzii اور برطانیہ میں An. arabiensis)، برکینا فاسو کے مچھر این کی تینوں اقسام کی نمائندگی کرتے تھے۔ gambiae پرجاتیوں کے کمپلیکس، اور ایتھوپیا کے مچھروں نے An کی نمائندگی کی۔ arabiensis یہاں، ہم یہ ظاہر کرتے ہیں کہ ایتھوپیا سے تعلق رکھنے والے انوفیلس عربیئنسس کے زندہ اور مردہ مچھروں میں الگ الگ مائیکرو بائیوٹا دستخط تھے، جبکہ برکینا فاسو اور دو لیبارٹریوں کے انوفلیس عربیئنسس کے نہیں تھے۔ اس مطالعے کا مقصد کیڑے مار ادویات کے خلاف مزاحمت کی مزید تحقیقات کرنا ہے۔ ہم نے اینوفیلس عربینسس آبادیوں پر آر این اے کی ترتیب کا مظاہرہ کیا اور پایا کہ کیڑے مار دوا کے خلاف مزاحمت سے وابستہ جینز کو الگ کردیا گیا تھا، جبکہ سانس سے متعلق جینز کو عام طور پر تبدیل کردیا گیا تھا۔ ایتھوپیا کی دوسری آبادی کے ساتھ ان اعداد و شمار کے انضمام نے خطے میں کلیدی سم ربائی جینوں کی نشاندہی کی۔ برکینا فاسو سے Anopheles arabiensis کے ساتھ مزید موازنہ نے ٹرانسکرپٹوم پروفائلز میں نمایاں فرق کا انکشاف کیا، لیکن پھر بھی چار کلیدی detoxification جینوں کی نشاندہی کی جو پورے افریقہ میں زیادہ متاثر تھے۔
ہر علاقے سے ہر ایک پرجاتی کے زندہ اور مردہ مچھروں کو پھر 16S کی ترتیب کا استعمال کرتے ہوئے ترتیب دیا گیا تھا اور نسبتا کثرت کا حساب لگایا گیا تھا۔ الفا تنوع میں کوئی فرق نہیں دیکھا گیا، جو آپریشنل ٹیکنومک یونٹ (OTU) کی بھرپوریت میں کوئی فرق ظاہر نہیں کرتا ہے۔ تاہم، بیٹا تنوع ممالک کے درمیان نمایاں طور پر مختلف تھا، اور ملک اور زندہ/مردہ حیثیت کے لیے تعامل کی شرائط (PANOVA = 0.001 اور 0.008، بالترتیب) نے اشارہ کیا کہ ان عوامل کے درمیان تنوع موجود ہے۔ ممالک کے درمیان بیٹا تغیرات میں کوئی فرق نہیں دیکھا گیا، جو گروپوں کے درمیان اسی طرح کے تغیرات کی نشاندہی کرتا ہے۔ Bray-Curtis ملٹی ویریٹ سکیلنگ پلاٹ (شکل 2A) نے دکھایا کہ نمونے بڑے پیمانے پر مقام کے لحاظ سے الگ کیے گئے تھے، لیکن کچھ قابل ذکر مستثنیات تھے۔ این سے کئی نمونے arabiensis کمیونٹی اور An سے ایک نمونہ۔ coluzzii کمیونٹی برکینا فاسو کے ایک نمونے کے ساتھ اوورلیپ ہوئی، جبکہ ایک نمونہ An سے۔ برکینا فاسو کے arabiensis نمونے An کے ساتھ اوورلیپ ہوئے۔ arabiensis کمیونٹی کا نمونہ، جو اس بات کی نشاندہی کر سکتا ہے کہ اصل مائکرو بائیوٹا کو کئی نسلوں اور متعدد خطوں میں تصادفی طور پر برقرار رکھا گیا تھا۔ برکینا فاسو کے نمونے پرجاتیوں کے لحاظ سے واضح طور پر الگ نہیں کیے گئے تھے۔ علیحدگی کی اس کمی کی توقع کی گئی تھی کیونکہ بعد میں افراد کو مختلف لاروا ماحول سے پیدا ہونے کے باوجود جمع کیا گیا تھا۔ درحقیقت، مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ آبی مرحلے کے دوران ایک ماحولیاتی طاق کا اشتراک مائکرو بائیوٹا کی ساخت کو نمایاں طور پر متاثر کر سکتا ہے [50]۔ دلچسپ بات یہ ہے کہ جب کہ برکینا فاسو مچھروں کے نمونوں اور کمیونٹیز نے کیڑے مار دوا کے استعمال کے بعد مچھروں کی بقا یا اموات میں کوئی فرق نہیں دکھایا، ایتھوپیا کے نمونوں کو واضح طور پر الگ کر دیا گیا، جس سے معلوم ہوتا ہے کہ ان انفیلس کے نمونوں میں مائکرو بائیوٹا کی ساخت کیڑے مار دوا کے خلاف مزاحمت سے وابستہ ہے۔ نمونے اسی جگہ سے اکٹھے کیے گئے تھے، جو مضبوط ایسوسی ایشن کی وضاحت کر سکتے ہیں۔
پائریتھرایڈ کیڑے مار ادویات کے خلاف مزاحمت ایک پیچیدہ فینوٹائپ ہے، اور جب کہ میٹابولزم اور اہداف میں تبدیلیوں کا نسبتاً اچھی طرح سے مطالعہ کیا جاتا ہے، مائیکرو بائیوٹا میں تبدیلیوں کو ابھی تلاش کرنا شروع کیا گیا ہے۔ اس مطالعہ میں، ہم یہ ظاہر کرتے ہیں کہ مائکرو بایوٹا میں تبدیلیاں بعض آبادیوں میں زیادہ اہم ہو سکتی ہیں۔ ہم بحیر ڈار سے انوفیلس عربینسس میں کیڑے مار دوا کے خلاف مزاحمت کو مزید نمایاں کرتے ہیں اور مزاحمت سے وابستہ معروف نقلوں میں تبدیلیوں کے ساتھ ساتھ سانس سے متعلق جینوں میں نمایاں تبدیلیاں بھی ظاہر کرتے ہیں جو ایتھوپیا سے Anopheles arabiensis آبادی کے پچھلے RNA-seq کے مطالعے میں بھی واضح تھے۔ ایک ساتھ، یہ نتائج بتاتے ہیں کہ ان مچھروں میں کیڑے مار دوا کی مزاحمت جینیاتی اور غیر جینیاتی عوامل کے امتزاج پر منحصر ہو سکتی ہے، اس لیے کہ مقامی بیکٹیریا کے ساتھ علامتی تعلقات مزاحمت کی نچلی سطح والی آبادی میں کیڑے مار دوا کے انحطاط کو پورا کر سکتے ہیں۔
حالیہ مطالعات نے بڑھتے ہوئے تنفس کو کیڑے مار دوا کے خلاف مزاحمت سے جوڑ دیا ہے، جو بہیر ڈار آر این اے سیق میں افزودہ آنٹولوجی اصطلاحات اور یہاں حاصل کردہ مربوط ایتھوپیائی ڈیٹا کے مطابق ہے۔ ایک بار پھر تجویز کرتا ہے کہ مزاحمت کے نتیجے میں سانس میں اضافہ ہوتا ہے، یا تو اس فینوٹائپ کی وجہ یا نتیجہ کے طور پر۔ اگر یہ تبدیلیاں رد عمل آکسیجن اور نائٹروجن پرجاتیوں کی صلاحیت میں فرق کا باعث بنتی ہیں، جیسا کہ پہلے بتایا گیا ہے، تو یہ طویل مدتی کامنسل بیکٹیریا کے ذریعے ROS سکیوینگنگ کے خلاف بیکٹیریل مزاحمت کے ذریعے ویکٹر کی قابلیت اور مائکروبیل کالونائزیشن کو متاثر کر سکتا ہے۔
یہاں پیش کردہ اعداد و شمار اس بات کا ثبوت فراہم کرتے ہیں کہ مائکرو بائیوٹا بعض ماحول میں کیڑے مار دوا کے خلاف مزاحمت کو متاثر کر سکتا ہے۔ ہم نے یہ بھی ظاہر کیا کہ An. ایتھوپیا میں arabiensis مچھر اسی طرح کی ٹرانسکرپٹوم تبدیلیاں دکھاتے ہیں جو کیڑے مار دوا کے خلاف مزاحمت فراہم کرتے ہیں۔ تاہم، برکینا فاسو کے جینز کی تعداد کم ہے۔ یہاں اور دیگر مطالعات میں جو نتائج اخذ کیے گئے ہیں ان کے حوالے سے کئی انتباہات باقی ہیں۔ سب سے پہلے، میٹابولومک اسٹڈیز یا مائیکرو بائیوٹا ٹرانسپلانٹیشن کا استعمال کرتے ہوئے پائریٹرایڈ کی بقا اور مائیکرو بائیوٹا کے درمیان ایک کارگر تعلق کو ظاہر کرنے کی ضرورت ہے۔ اس کے علاوہ، مختلف علاقوں سے متعدد آبادیوں میں کلیدی امیدواروں کی توثیق کا مظاہرہ کرنے کی ضرورت ہے۔ آخر میں، ٹرانسپلانٹیشن کے بعد کے ٹارگٹڈ اسٹڈیز کے ذریعے ٹرانسکرپٹوم ڈیٹا کو مائیکرو بائیوٹا ڈیٹا کے ساتھ ملانا اس بارے میں مزید تفصیلی معلومات فراہم کرے گا کہ آیا مائیکرو بائیوٹا پائریٹرایڈ مزاحمت کے حوالے سے مچھر ٹرانسکروم کو براہ راست متاثر کرتا ہے۔ تاہم، ایک ساتھ لیا جائے تو، ہمارے اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ مزاحمت مقامی اور بین الاقوامی دونوں طرح کی ہے، جو متعدد خطوں میں کیڑے مار دوا کی نئی مصنوعات کی جانچ کرنے کی ضرورت کو اجاگر کرتی ہے۔