बीटा-ट्राइकेटोन वर्ग से संबंधित यौगिक नितिसिडोन, त्वचा के माध्यम से अवशोषण द्वारा कीटनाशक-प्रतिरोधी मच्छरों को मारने में सक्षम है।

   कीटनाशककृषि, पशु चिकित्सा विज्ञान और जन स्वास्थ्य के लिए महत्वपूर्ण रोग फैलाने वाले आर्थ्रोपोड्स में प्रतिरोधक क्षमता का विकास वैश्विक वेक्टर नियंत्रण कार्यक्रमों के लिए एक गंभीर खतरा है। पिछले अध्ययनों से पता चला है कि रक्त चूसने वाले आर्थ्रोपोड वेक्टर, 4-हाइड्रॉक्सीफेनिलपाइरुवेट डाइऑक्सीजिनेज (HPPD, टायरोसिन चयापचय मार्ग का दूसरा एंजाइम) के अवरोधकों वाले रक्त का सेवन करने पर उच्च मृत्यु दर का सामना करते हैं। इस अध्ययन में मलेरिया जैसी पारंपरिक बीमारियों, डेंगू बुखार और ज़िका वायरस जैसी उभरती संक्रामक बीमारियों और ओरोपुचे वायरस और उर्सुतु वायरस जैसे उभरते वायरल खतरों को फैलाने वाली प्रजातियों सहित तीन प्रमुख मच्छर वेक्टर प्रजातियों के खिलाफ β-ट्राइकेटोन हर्बिसाइड्स में HPPD अवरोधकों की प्रभावकारिता का परीक्षण किया गया।इन प्रजातियों में पाइरेथ्रॉइड के प्रति संवेदनशील और पाइरेथ्रॉइड के प्रति प्रतिरोधी दोनों प्रकार के मच्छर शामिल थे।

केवल नितिसिडोन (मेसोट्रियोन, सल्फेडियाज़िन या थियामेथॉक्सम नहीं) ने ही उपचारित सतहों के संपर्क में आने पर मच्छरों को नियंत्रित करने में महत्वपूर्ण प्रभाव दिखाया। कीटनाशक के प्रति संवेदनशील एनोफेलेस गैम्बियाई मच्छरों और कई प्रतिरोध तंत्रों वाले मच्छर उपभेदों के बीच नितिसिडोन के प्रति संवेदनशीलता में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं पाया गया। इस यौगिक ने परीक्षण की गई तीनों मच्छर प्रजातियों के विरुद्ध लगातार प्रभावकारिता प्रदर्शित की, जो प्रमुख रोग वाहकों के विरुद्ध व्यापक स्पेक्ट्रम गतिविधि को दर्शाता है।
इस अध्ययन से पता चलता है कि नितिसिडोन की क्रियाविधि एक नई है, जो कीटनाशक प्रतिरोध कार्रवाई समिति (IRAC) के मौजूदा वर्गीकरणों से भिन्न है और रक्त पाचन प्रक्रिया को लक्षित करती है। प्रतिरोधी उपभेदों के विरुद्ध नितिसिडोन की प्रभावकारिता और मच्छरदानी तथा घर के अंदर कीटनाशक छिड़काव जैसे मौजूदा वेक्टर नियंत्रण उपायों के साथ इसके एकीकरण की क्षमता इसे मलेरिया, डेंगू बुखार, ज़िका वायरस रोग और अन्य उभरते वायरल रोगों की रोकथाम और नियंत्रण रणनीतियों के विस्तार के लिए एक आदर्श विकल्प बनाती है।
दिलचस्प बात यह है कि विश्व स्वास्थ्य संगठन के मानक जैव परीक्षणों में केवल चीनी खिलाए गए मच्छरों का उपयोग उन कीटनाशकों की विशिष्ट सांद्रता का परीक्षण करने के लिए किया जाता है जो रक्त चूसने वाले मच्छरों के लिए घातक नहीं हो सकते हैं।[38] यह रक्त चूसने वाले और गैर-रक्त चूसने वाले मच्छरों के बीच प्रभावी खुराक में संभावित अंतरों पर विचार करने के महत्व को उजागर करता है, जो अवशिष्ट प्रभावकारिता और प्रतिरोध विकास को प्रभावित कर सकता है। हालांकि विशिष्ट खुराक (डीडी) आमतौर पर रक्त चूसने वाले मच्छरों के लिए एलडी99 मानों के आधार पर निर्धारित की जाती है, कीट शरीर विज्ञान में अंतर उनकी संवेदनशीलता को प्रभावित कर सकता है, और इसलिए केवल रक्त चूसने वाले मच्छरों का परीक्षण प्रतिरोध स्तरों की सीमा को पूरी तरह से प्रतिबिंबित नहीं कर सकता है।
इस अध्ययन में तीन मच्छर प्रजातियों—एनोफेलेस गैम्बिया, एडीस एजिप्टी और क्यूलेक्स क्विनक्वेफैसिएटस—की रक्त चूसने की क्षमता का परीक्षण किया गया। यह परीक्षण मच्छर के दीवार पर बैठने की स्थिति को दर्शाता है और लंबे समय तक असर करने वाले कीटनाशकों (आईआरएस) से घर के अंदर उपचार के लिए एक लक्ष्य के रूप में कार्य करता है। नितिसिडोन लेपित सतहों के संपर्क में आने पर सभी मादा मच्छर मर गईं, लेकिन अन्य एचपीपीडी β-ट्राइकेटोन अवरोधकों के संपर्क में आने पर ऐसा नहीं हुआ। मच्छरों के पैरों द्वारा एचपीपीडी अवरोधकों के अवशोषण का लाभ उठाना कीटनाशक प्रतिरोध पर काबू पाने और वेक्टर नियंत्रण में सुधार के लिए एक आशाजनक रणनीति है। यह अध्ययन मौजूदा कीटनाशक स्प्रे के विकल्प के रूप में लंबे समय तक असर करने वाले कीटनाशकों से घर के अंदर उपचार के लिए नितिसिडोन के आगे के अनुसंधान और विकास की आवश्यकता का समर्थन करता है।
बाह्य कीटनाशक के रूप में नितिसिडोन की प्रभावकारिता का आकलन करने के लिए तीन विधियों की तुलना की गई। त्वचा पर छिड़काव, कीट के पैर पर छिड़काव और बोतल में छिड़काव के साथ-साथ छिड़काव विधि, कीटनाशक वितरण विधि और संपर्क समय के आधार पर किए गए परीक्षणों के बीच अंतर का विश्लेषण किया गया।
हालांकि, उच्चतम खुराक पर न्यू ऑरलियन्स और मुखजा के बीच मृत्यु दर में अंतर के बावजूद, 24 घंटे के बाद अन्य सभी सांद्रताएँ मुखजा (प्रतिरोधी) की तुलना में न्यू ऑरलियन्स (संवेदनशील) में अधिक प्रभावी थीं।
कीट-पतंगों को नियंत्रित करने की नवीन रणनीतियों का पता लगाने के लिए, नए कीटनाशक यौगिकों की खोज का एक आशाजनक तरीका यह है कि तंत्रिका तंत्र और विषहरण जीन के पारंपरिक लक्ष्यों से परे जाकर कीटों के रक्त चूसने वाले तंत्रों को भी शामिल करते हुए अनुसंधान का विस्तार किया जाए। पिछले अध्ययनों से पता चला है कि निटिसिडोन रक्त चूसने वाले कीटों द्वारा अंतर्ग्रहण के बाद या (विलायक का उपयोग करके) त्वचा पर लगाने के बाद अवशोषण के बाद विषाक्त होता है।
अनेक पहचान विधियों से प्राप्त आंकड़ों को एकीकृत करने से कीटनाशक प्रभावकारिता आकलन की विश्वसनीयता में सुधार हो सकता है। हालांकि, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि विचार की गई तीन विधियों में से, सतही अनुप्रयोग विधि वास्तविक क्षेत्र की स्थितियों का सबसे कम प्रतिनिधित्व करती है। जलीय घोल का उपयोग करके मच्छरों के वक्ष पर कीटनाशकों का सीधा अनुप्रयोग, एनोफेलेस गैम्बिया एसएल. [47] के विशिष्ट संपर्क की नकल नहीं करता है, हालांकि यह किसी विशेष यौगिक के प्रति एनोफेलेस की संवेदनशीलता का लगभग संकेत दे सकता है। यद्यपि कांच की प्लेट और बोतल दोनों विधियाँ पैर के संपर्क के माध्यम से जैव सक्रियता को मापती हैं, लेकिन उनके परिणाम सीधे तुलनीय नहीं हैं। संपर्क समय और सतह कवरेज में अंतर प्रत्येक पहचान विधि के साथ देखी गई मृत्यु दर को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकता है; इसलिए, कीटनाशक प्रभावकारिता का सटीक आकलन करने के लिए एक उपयुक्त पहचान विधि का चयन करना महत्वपूर्ण है।
अवशिष्ट-प्रभाव कीटनाशक (आरआईए) का छिड़काव मच्छरों के भोजन के बाद आराम करने के व्यवहार का फायदा उठाता है, जिससे वे उपचारित सतहों के संपर्क में आने पर कीटनाशकों को ग्रहण कर लेते हैं। कीटनाशक का अपघटन, अपर्याप्त छिड़काव कवरेज और उपचारित सतहों का रखरखाव (जैसे उपचार के बाद दीवारों को धोना) आरआईए की प्रभावशीलता को काफी कम कर सकता है। इन समस्याओं के कारण दो कठिनाइयाँ उत्पन्न होती हैं: (1) मच्छर गैर-घातक खुराक के संपर्क में आने पर भी जीवित रह सकते हैं; और (2) यद्यपि प्रतिरोध मुख्य रूप से घातक चयन द्वारा संचालित होता है, उप-घातक खुराक के बार-बार संपर्क में आने से कुछ प्रतिरोधी व्यक्तियों को जीवित रहने और कम संवेदनशीलता से जुड़े एलील्स को बनाए रखने की अनुमति देकर प्रतिरोध के विकास को बढ़ावा मिल सकता है [54]। चूंकि हमने उद्योग-मानक चीनी-भक्षण करने वाले मच्छरों के बजाय रक्त-भक्षण करने वाले मच्छरों का उपयोग किया, इसलिए पहले प्रकाशित आंकड़ों के साथ प्रत्यक्ष तुलना संभव नहीं थी। हालांकि, नितिसिडोन की विभेदक खुराक (डीडी) और खुराक-प्रतिक्रिया वक्र आकृति की अन्य यौगिकों के आंकड़ों के साथ तुलना [47] उत्साहजनक है। विभेदक खुराक में एक निश्चित एक्सपोज़र समय और शीशी में डाली गई कीटनाशक की मात्रा शामिल होती है, जबकि अवशोषित यौगिक की मात्रा पंजे पर वास्तविक संपर्क समय पर निर्भर करती है। इन परिणामों के आधार पर, नितिसिडोन, थियामेथॉक्सम, स्पिनोसाड, मेफेनॉक्सम और डिनोटेफुरान [47] की तुलना में अधिक शक्तिशाली है, जो इसे नए इनडोर कीटनाशक फॉर्मूलेशन के लिए एक आदर्श उम्मीदवार बनाता है जिन्हें आगे अनुकूलन की आवश्यकता है। खुराक-प्रतिक्रिया वक्र के ढलान (जिसे चित्र 3 में LC95 और LC50 ढलानों की गणना करके अनुमानित किया गया था) को ध्यान में रखते हुए, नितिसिडोन का वक्र सबसे तीव्र था, जो इसकी उच्च प्रभावकारिता को दर्शाता है। यह नितिसिडोन के पिछले अध्ययनों के अनुरूप है, जिसमें रक्त-भक्षण और एक अन्य डिप्टेरन वेक्टर, त्सेत्से मक्खी (ग्लोसिना मोर्सिटन्स मोर्सिटन्स) [26] पर सामयिक परीक्षण किए गए थे। हमने किस्सू मच्छरों (चित्र S1A) या न्यू ऑरलियन्स मच्छरों (चित्र S1B) को भोजन से पहले नितिसिडोन के संपर्क में लाकर नितिसिडोन की प्रभावकारिता का संक्षिप्त परीक्षण किया (कांच की प्लेट परीक्षण का उपयोग करके)। नितिसिडोन पैरों पर प्रभावी बना रहा, जो उस परिदृश्य का अनुकरण करता है जिसमें मच्छर भोजन से पहले नितिसिडोन से उपचारित दीवार पर बैठते हैं, जिसके लिए आगे की जांच की आवश्यकता है। नितिसिडोन (और अन्य HPPD अवरोधकों) की पैरों पर प्रभावकारिता को रेपसीड मिथाइल एस्टर (RME) जैसे सहायक पदार्थों के साथ संयोजन द्वारा बढ़ाया जा सकता है, जैसा कि अन्य कीटनाशकों के लिए वर्णित है [44, 55]। भोजन से पहले *ग्नाफेलियम एफाइन* पर RME के ​​प्रभावों का परीक्षण करके (चित्र S2), हमने पाया कि 5 mg/m² की सांद्रता पर, RME जैसे सहायक पदार्थों के साथ संयोजन से मच्छरों की मृत्यु दर में उल्लेखनीय वृद्धि हुई।
विभिन्न प्रतिरोधी प्रजातियों में असंरचित नितिसिडोन द्वारा मच्छरों को मारने की गति का अध्ययन रुचिकर है। VK7 2014 प्रजाति की धीमी मृत्यु दर मोटी एपिडर्मिस, कम रक्त की खपत, या रक्त के तेजी से पाचन के कारण हो सकती है—ये ऐसे कारक हैं जिनकी हमने जांच नहीं की। नितिसिडोन ने प्रतिरोधी क्यूलेक्स मुहेज़ा मच्छर प्रजाति के प्रति कम विषाक्तता दिखाई, जो उच्च सांद्रता (25 से 125 मिलीग्राम/मीटर²) पर आगे के अध्ययनों की आवश्यकता का संकेत देती है। इसके अलावा, क्यूलेक्स की तरह, एडीज मच्छर एनोफेलेस की तुलना में नितिसिडोन के प्रति कम संवेदनशील होते हैं, जो रक्त की खपत और पाचन दर के संदर्भ में दोनों प्रजातियों के बीच शारीरिक अंतर को इंगित कर सकता है [27]। ये अंतर रक्त-सक्रिय कीटनाशकों का मूल्यांकन करते समय प्रजाति-विशिष्ट विशेषताओं को समझने के महत्व को उजागर करते हैं। रक्त पर निर्भर और विलंबित क्रिया के बावजूद, नितिसिडोन का व्यावहारिक महत्व हो सकता है क्योंकि यह मच्छरों द्वारा अंडे देने से पहले कार्य कर सकता है या उनकी समग्र प्रजनन क्षमता को कम कर सकता है। अपनी अनूठी क्रियाविधि के कारण, जो 4-हाइड्रॉक्सीफेनिलपाइरुवेट डाइऑक्सीजिनेज (HPPD) को अवरुद्ध करके टायरोसिन अपघटन मार्ग को लक्षित करती है, नितिसिडोन एक व्यापक वेक्टर नियंत्रण रणनीति के हिस्से के रूप में आशाजनक है। हालांकि, लक्षित स्थल में उत्परिवर्तन या चयापचय अनुकूलन के कारण दवा प्रतिरोध विकसित होने की संभावना पर विचार किया जाना चाहिए, और इन क्रियाविधियों का पता लगाने के लिए वर्तमान में आगे अनुसंधान जारी है।
हमारे परिणामों से पता चलता है कि नितिसिडोन पैरों के संपर्क के माध्यम से रक्त चूसने वाले मच्छरों को मारता है, जो मेसोट्रियोन, सल्फेडियाज़िन और थियामेथॉक्सम में नहीं देखा गया है। यह प्रभाव अन्य कीटनाशकों, जैसे कि पाइरेथ्रोइड्स, ऑर्गेनोक्लोराइड्स और संभावित कार्बामाइट्स के प्रति संवेदनशील या अत्यधिक प्रतिरोधी मच्छर प्रजातियों के बीच भेदभाव नहीं करता है। इसके अलावा, नितिसिडोन की एपिडर्मल अवशोषण क्षमता केवल एनोफेलेस प्रजातियों तक सीमित नहीं है; क्यूलेक्स पिपिएन्स पैलेंस और एडीज एजिप्टी के खिलाफ इसकी प्रभावकारिता से इसकी पुष्टि होती है। हमारा डेटा नितिसिडोन के अवशोषण को अनुकूलित करने के लिए आगे के शोध की आवश्यकता का समर्थन करता है, उदाहरण के लिए, रासायनिक रूप से एपिडर्मल अवशोषण को बढ़ाकर या सहायक पदार्थों का उपयोग करके। अपनी अनूठी क्रियाविधि के माध्यम से, नितिसिडोन मादा मच्छरों के रक्त चूसने के व्यवहार का प्रभावी ढंग से उपयोग करता है। यह इसे लंबे समय तक चलने वाली कीटनाशक क्रिया वाले नवीन इनडोर कीटनाशक स्प्रे और मच्छरदानी के लिए एक आदर्श विकल्प बनाता है, खासकर उन क्षेत्रों में जहां पाइरेथ्रोइड प्रतिरोध के तेजी से फैलने के कारण पारंपरिक मच्छर नियंत्रण विधियां कमजोर हो गई हैं।