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The ecology and population dynamics of Wolbachia infections in Aedes aegypti and the development of new strategies for mosquito-borne disease control

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Diffusione di batteri caratterizzati da biocontrollo nelle popolazioni di zanzare

Originaria dell’Africa, la zanzara Aedes aegypti si trova ora nelle regioni tropicali e subtropicali di tutto il mondo ed è il principale vettore della trasmissione del virus dengue e Zika per gli esseri umani. Questa minaccia può essere combattuta da un nuova ed entusiasmante strategia di biocontrollo la quale utilizza batteri di Wolbachia, i quali blocca la crescita di questi virus all’interno della zanzara e dunque la trasmissione alla persone.

Ricerca di base
Salute

Il successo di questo approccio si basa sulla rapida diffusione del batterio Wolbachia attraverso la popolazione di zanzare. Il progetto WOLBACHIA_MOD, finanziato dall’UE, è stato istituito al fine di aumentare la comprensione dei fattori ecologici che influenzano la diffusione del ceppo wMel del batterio Wolbachia, nelle popolazioni di A. aegypti. Questo studio interdisciplinare ha sviluppato un nuovo approccio di modellizzazione matematica guidata dai dati per prevedere la diffusione di wMel Wolbachia in condizioni realistiche di variabilità ambientale. I ricercatori hanno studiato tre popolazioni sperimentali osservate sul campo, le quali mirano a rappresentare l’habitat naturale delle zanzare per determinare la variazione in termini di sopravvivenza delle larve, i tempi di sviluppo larvale e la fecondità delle zanzare adulte femmina infette e non infette. È stato constatato che la competizione larvale dipendente dalla densità, nelle popolazioni sperimentali, ha esteso i tempi di sviluppo larvale, rallentando così il tasso di diffusione del ceppo wMel del batterio Wolbachia. Questi risultati sono stati incorporati all’interno di modelli matematici per prevedere le dinamiche relative alle strategie di rilascio sul campo del ceppo wMel di Wolbachia. Sono stati utilizzati due approcci di modellizzazione: il primo ha ignorato la struttura spaziale e ha supposto che la popolazione fosse ben miscelata, mentre il secondo ha adottato una rappresentazione spaziale precisa della popolazione di zanzare e del relativo habitat. Le previsioni inerenti al tasso di diffusione spaziale del ceppo wMel Wolbachia hanno comprovato le osservazioni sul campo condotte nella parte nord-est dell’Australia. I ricercatori hanno scoperto che il rilascio di zanzare in habitat di alta qualità ha portato a una maggiore velocità di diffusione del ceppo wMel Wolbachia, mentre il rilascio in ambienti chiusi si è rivelato molto meno efficiente. Il progetto WOLBACHIA_MOD ha dimostrato come la variazione demografica delle popolazioni di zanzare, a causa di processi dipendenti dalla densità, possa influenzare significativamente la diffusione dell’agente di biocontrollo, a seguito di un rilascio sul campo. I risultati del progetto contribuiranno allo sviluppo di strategie di rilascio del ceppo wMel Wolbachia, per il biocontrollo delle malattie trasmesse dalle zanzare. Prove sul campo in Sud America, sud-est asiatico e in Australia sono state coordinate con l’aiuto dell’iniziativa Eliminate Dengue, la quale ha sviluppato strumenti computazionali disponibili al pubblico per prevedere il rilascio di batteri Wolbachia in diverse condizioni ambientali.

Parole chiave

Biocontrollo, zanzare, dengue, Wolbachia, WOLBACHIA_MOD

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