Kampen mod infektionssygdomme er et kapløb mod evolutionen. Bakterier udvikler resistens over for antibiotika, og vira udvikler sig konstant for at sprede sig hurtigere. Insektbårne sygdomme repræsenterer endnu en evolutionær kampplads: insekter udvikler selv resistens over for de giftstoffer, som mennesker bruger til at dræbe dem.
Især dræber myggebåren malaria over 600.000 mennesker årligt. Siden Anden Verdenskrig,insekticider—kemiske våben designet til at dræbe Anopheles-myg, der er inficeret med malariaparasitten — er blevet brugt til at bekæmpe malaria.
Myggene udvikler dog hurtigt strategier til at gøre disseinsekticider ineffektivehvilket udsætter millioner af mennesker for øget risiko for dødelige infektioner. Mit nyligt offentliggjorte studie, udført med kolleger, forklarer hvorfor.
Som evolutionær genetiker studerer jeg naturlig selektion – grundlaget for adaptiv evolution. Genetiske variationer, der er mest gavnlige for overlevelse, erstatter dem, der er ufordelagtige, hvilket fører til ændringer i arter. Anopheles-myggens evolutionære evner er virkelig forbløffende.
I midten af 1990'erne var de fleste Anopheles-myg i Afrika modtagelige for pyrethroidinsekticider, der oprindeligt stammer fra krysantemum. Myggebekæmpelse var primært baseret på to pyrethroidbaserede metoder: insekticidbehandlede myggenet til at beskytte sovende myg og resterende insekticidspray på bygningsvægge. Disse to metoder alene forhindrede sandsynligvis over 500 millioner tilfælde af malaria mellem 2000 og 2015.
Myg fra Ghana til Malawi udvikler dog nu ofte resistens over for pesticider i koncentrationer, der er 10 gange højere end den tidligere dødelige dosis. Ud over foranstaltninger til at bekæmpe Anopheles-myg kan landbrugsaktiviteter utilsigtet udsætte myg for pyrethroidinsekticider, hvilket yderligere forværrer deres resistens.
I nogle dele af Afrika har Anopheles-myg udviklet resistens over for fire klasser af insekticider, der bruges til at bekæmpe malaria.
Anopheles-myg og malariaparasitter findes også uden for Afrika, hvor forskning i pesticidresistens er mindre almindelig.
I store dele af Sydamerika er den primære malariavektor Anopheles darlingi-myggen. Denne myg er så forskellig fra malariavektorer i Afrika, at den muligvis tilhører en anden slægt – Nyssorhynchus. Sammen med kolleger fra otte lande analyserede jeg genomerne fra over 1.000 Anopheles darlingi-myg for at forstå deres genetiske diversitet, herunder eventuelle ændringer forårsaget af nyere menneskelig aktivitet. Mine kolleger indsamlede disse myg fra 16 steder på tværs af et stort område, der strækker sig fra Brasiliens Atlanterhavskyst til Andesbjergenes Stillehavskyst i Colombia.
Vi fandt ud af, at *Anopheles darlingi*, ligesom sine afrikanske slægtninge, udviser ekstremt høj genetisk diversitet – mere end 20 gange så stor som menneskers – hvilket indikerer en meget stor population. Arter med en så stor genpulje er godt tilpasset til at tilpasse sig nye udfordringer. Når en population er så stor, øges sandsynligheden for fremkomsten af passende mutationer, der giver en ønsket fordel. Når denne mutation begynder at sprede sig, vil selv den tilfældige død af et par myg, takket være den numeriske fordel, ikke føre til dens fuldstændige udryddelse.
I modsætning hertil udviklede den skaldede havørn, der er hjemmehørende i USA, aldrig resistens over for insekticidet DDT og stod i sidste ende over for udryddelse. Millioner af insekters evolutionære effektivitet overstiger langt blot et par tusinde fugles. Faktisk har vi i løbet af de seneste årtier observeret tegn på adaptiv evolution i gener forbundet med lægemiddelresistens hos Anopheles darlingi-myg.
Pyrethroider og DDT, blandt andre insekticider, virker på det samme molekylære mål: ionkanaler, der kan åbne og lukke i nerveceller. Når disse kanaler er åbne, stimulerer nerveceller andre celler. Insekticider tvinger disse kanaler til at forblive åbne og fortsætte med at transmittere impulser, hvilket fører til lammelse og insektdød. Insekter kan dog udvikle resistens ved at ændre formen på selve kanalerne.
Tidligere genetiske studier foretaget af andre forskere, såvel som vores undersøgelse, har ikke fundet denne type resistens hos Anopheles darlingi. I stedet opdagede vi, at resistens udvikler sig på en anden måde: gennem et sæt gener, der koder for enzymer, der nedbryder giftige forbindelser. Høj aktivitet af disse enzymer, kendt som P450'er, er ofte ansvarlig for udviklingen af pesticidresistens hos andre myg. Siden fremkomsten af pesticider i midten af det 20. århundrede har det samme sæt af P450-gener uafhængigt muteret mindst syv gange i Sydamerika.
I Fransk Guyana viste et andet sæt P450-gener også et lignende evolutionært mønster, hvilket yderligere bekræfter den tætte forbindelse mellem disse enzymer og tilpasning. Da myg blev placeret i lukkede beholdere og udsat for pyrethroidinsekticider, korrelerede forskelle i P450-gener blandt individuelle myg desuden med deres overlevelsestid.
I Sydamerika var store malariabekæmpelseskampagner med pesticider kun sporadiske og har muligvis ikke været den primære drivkraft bag myggenes udvikling. I stedet kan myggene have været indirekte udsat for landbrugspesticider. Interessant nok observerede vi de mest udtalte tegn på udvikling i regioner med udviklet landbrug.
Trods fremkomsten af nye vacciner og andre fremskridt inden for malariabekæmpelse i de senere år, er myggebekæmpelse fortsat nøglen til at reducere spredningen af malaria.
Flere lande tester genteknologi for at bekæmpe malaria. Denne teknologi involverer genetisk modifikation af myggepopulationer for at reducere deres antal eller deres resistens over for malariaparasitten. Selvom myggenes bemærkelsesværdige tilpasningsevne kan være en udfordring, er udsigterne lovende.
Mine kolleger og jeg arbejder på at forbedre metoder til at detektere ny pesticidresistens. Genomsekventering er fortsat afgørende for at detektere nye eller uventede evolutionære reaktioner. Adaptiv risiko er højest under langvarigt og intenst selektivt pres; derfor kan minimering, ændring og udfasning af pesticidbrug bidrage til at forhindre udvikling af resistens.
Koordineret overvågning og passende reaktioner er afgørende for at bekæmpe udviklende lægemiddelresistens. I modsætning til evolution er mennesker i stand til at forudsige fremtiden.
Jacob A. Tennessen modtog finansiering fra National Institutes of Health gennem Harvard TH Chan School of Public Health og Broad Institute.
Opslagstidspunkt: 21. april 2026
