Profiling insecticide resistance in Anopheles gambiae s.l. and Anopheles stephensi from Kenya using in-country nanopore sequencing
इस अध्ययन ने केन्याई एनोफिलीज गैम्बियाई एस.एल. (Anopheles gambiae s.l.) और एनोफिलीज स्टीफेंसी (Anopheles stephensi) में कीटनाशक प्रतिरोध का प्रोफाइल करने के लिए एक लागत प्रभावी नैनोपोर अनुक्रमण विधि विकसित और कार्यान्वित की, जिससे प्रमुख प्रतिरोध उत्परिवर्तनों की सामान्यतः कम-से-मध्यम आवृत्तियाँ प्रकट हुईं और इन मलेरिया वाहकों के विरुद्ध वेक्टर नियंत्रण रणनीतियों को निर्देशित करने के लिए महत्वपूर्ण निगरानी डेटा प्राप्त हुआ।
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केन्या में मलेरिया एक निरंतर खतरा बना हुआ है, जहाँ सत्तर प्रतिशत से अधिक आबादी संक्रमण के जोखिम में रहती है। दशकों से, सार्वजनिक स्वास्थ्य अधिकारी मच्छरों को काटने से रोकने के लिए घरों में छिड़काव करके और कीटनाशकों से उपचारित जाल (नेट्स) वितरित करके इस बीमारी से लड़ रहे हैं। इन उपकरणों ने अनगिनत जानें बचाई हैं, लेकिन मच्छर पलटवार कर रहे हैं। जिस तरह बैक्टीरिया एंटीबायोटिक्स से बचने के लिए विकसित हो सकते हैं, उसी तरह मच्छर भी उन रसायनों के प्रति प्रतिरोध विकसित कर सकते हैं जो उन्हें मारने के लिए बनाए गए हैं। ऐसा तब होता है जब उनके डीएनए में यादृच्छिक परिवर्तन उन्हें उस कीटनाशक खुराक से जीवित रहने में सक्षम बनाते हैं जो सामान्यतः घातक होती है। ये जीवित बचे मच्छर फिर अपने गुणों को अपनी अगली पीढ़ी में स्थानांतरित करते हैं, जिससे अंततः रासायनिक उपकरण बेकार हो जाते हैं। इस खतरे से आगे रहने के लिए, वैज्ञानिकों को यह जानने की आवश्यकता है कि वास्तव में कौन से मच्छर प्रतिरोधी हैं और वे कहाँ पाए जाते हैं। हालाँकि, इसे करने का पारंपरिक तरीका अक्सर नमूनों को दूर स्थित प्रयोगशालाओं में भेजने की मांग करता है, जो एक धीमी, महंगी और महत्वपूर्ण निर्णयों में देरी करने वाली प्रक्रिया है।
शोधकर्ताओं की एक टीम ने अब इस समस्या को हल करने का एक तेज़ और स्थानीय तरीका प्रदर्शित किया है। केन्या के भीतर काम करते हुए, उन्होंने एक पोर्टेबल डिवाइस का उपयोग करके, जो एक बैकपैक में फिट हो सकता है, मच्छरों को पकड़ने के स्थान पर ही उनके डीएनए को अनुक्रमित (सीक्वेंस) करने की विधि विकसित की। उनका लक्ष्य उन विशिष्ट आनुवंशिक परिवर्तनों की पहचान करना था जो सामान्य कीटनाशकों से मच्छरों को बचाने के लिए जाने जाते हैं। उन्होंने मुख्य रूप से दो प्रकार के मच्छरों पर ध्यान केंद्रित किया: परिचित एनोफिलीज गैम्बिया (Anopheles gambiae), जो पश्चिमी केन्या में व्यापक रूप से फैला हुआ है, और एनोफिलीज स्टेपहेन्सी (Anopheles stephensi), एक आक्रामक प्रजाति जो हाल ही में उत्तर में तेजी से फैलना शुरू हुई है। स्थानीय स्तर पर इन कीटों के जेनेटिक कोड को पढ़कर, टीम तुरंत पहचान सकती थी कि कौन से म्यूटेशन मौजूद थे और वे कितने सामान्य थे, जिससे स्वास्थ्य अधिकारियों को सही काम के लिए सही उपकरण चुनने में तत्काल डेटा मिल सके।
शोधकर्ताओं ने एक विशेष परीक्षण बनाया है जो मच्छर के जीनोम के लिए एक लक्षित सर्च इंजन की तरह कार्य करता है। मच्छर के डीएनए के हर एक अक्षर को पढ़ने के बजाय, जो धीमा और महंगा होगा, उनकी विधि केवल उन कुछ प्रमुख जीन पर ध्यान केंद्रित करती है जो प्रतिरोध में शामिल होने के लिए जाने जाते हैं। ये जीन कीटनाशकों के लिए ताले और चाबियों की तरह कार्य करते हैं; यदि म्यूटेशन के कारण ताले का आकार बदल जाता है, तो रासायनिक चाबी अब फिट नहीं बैठती, और मच्छर जीवित बच जाता है। टीम ने केन्या के विभिन्न क्षेत्रों से मच्छर एकत्र किए, एक सरल और कम लागत वाली विधि का उपयोग करके उनके डीएनए को निकाला, और फिर विशिष्ट रुचि वाले जीन को पढ़ने के लिए एक पोर्टेबल सीक्वेंसिंग मशीन का उपयोग किया। यह पूरी प्रक्रिया, मच्छर पकड़ने से लेकर जेनेटिक परिणाम प्राप्त करने तक, देश के भीतर ही केवल दो दिनों में पूरी कर ली गई, जिससे नमूनों को विदेश भेजने की आवश्यकता समाप्त हो गई।
जब टीम ने परिणामों का विश्लेषण किया, तो उन्हें मच्छर की प्रजातियों के बीच स्पष्ट अंतर मिले। पश्चिमी क्षेत्रों में जहाँ एनोफिलीज गैम्बिया आम है, वहाँ KDR ईस्ट के रूप में ज्ञात एक विशिष्ट म्यूटेशन अस्सी प्रतिशत मच्छरों में पाया गया। यह म्यूटेशन पाइरेथ्रॉइड्स (pyrethroids), जो अधिकांश बेड नेट्स पर उपयोग किए जाने वाले कीटनाशकों का वर्ग है, के विरुद्ध एक प्रसिद्ध ढाल है। इसके विपरीत, उत्तरी क्षेत्रों में जहाँ एनोफिलीज स्टेपहेन्सी पाया गया, वहाँ यही म्यूटेशन दुर्लभ था, जो केवल पाँच प्रतिशत नमों में दिखाई दिया। इस आक्रामक प्रजाति में अन्य प्रतिरोध मार्करों का स्तर भी बहुत कम था, जो यह दर्शाता है कि क्योंकि इन उत्तरी क्षेत्रों में अभी तक कीटनाशक युक्त नेट्स या कृषि कीटनाशकों का व्यापक उपयोग नहीं देखा गया है, इसलिए मच्छर अभी तक प्रतिरोध विकसित करने के लिए अत्यधिक दबाव के अधीन नहीं हुए हैं। हालाँकि, शोधकर्ताओं ने कुछ मच्छर भी पाए जिनमें दो अलग-अलग प्रतिरोध म्यूटेशन का मिश्रण था, जो एक दुर्लभ संयोजन है जिसे इन विशिष्ट आबादी में पहले स्पष्ट रूप से प्रलेखित नहीं किया गया था।
अध्ययन ने यह भी प्रकट किया कि नई, स्थानीय सीक्वेंसिंग विधि उल्लेखनीय रूप से अच्छी तरह से काम करती है। इसने परीक्षण किए गए लगभग सभी मच्छरों के जेनेटिक प्रोफाइल को सफलतापूर्वक पहचाना, जिससे प्रतिरोध का एक विस्तृत मानचित्र प्राप्त हुआ जिसका उपयोग स्वास्थ्य अधिकारी तुरंत कर सकते हैं। निष्कर्ष बताते हैं कि जबकि कुछ क्षेत्रों में प्रतिरोध उच्च है, अन्य क्षेत्रों में यह अभी भी कम है, विशेष रूप से जहाँ आक्रामक एनोफिलीज स्टेपहेन्सी फैल रहा है। यह जानकारी महत्वपूर्ण है क्योंकि यह अधिकारियों को बताती है कि वर्तमान कीटनाशक उत्तर में अभी भी काम कर सकते हैं, लेकिन पश्चिम में नई रणनीतियों की आवश्यकता होगी। स्थानीय स्तर पर उच्च गुणवत्ता वाली जेनेटिक निगरानी को तेजी से और कुशलता से किया जा सकता है, यह सिद्ध करके, यह कार्य इस बात का एक नया मॉडल प्रदान करता है कि देश अपने डेटा को संसाधित करने के लिए अंतर्राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं की प्रतीक्षा किए बिना मलेरिया वाहकों के विकसित होते खतरे की निगरानी और प्रबंधन कैसे कर सकते हैं।
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