Überwachung der Anopheles-Diversität in Madagaskar

Im Rahmen eines laufenden Projekts zur Überwachung der Anopheles-Vielfalt in Madagaskar wollen wir durch die gezielte Sequenzierung von 50 000 einzelnen Mücken ein genaues Verständnis der Artenzusammensetzung, der Populationsstruktur und der Plasmodium-Übertragungsraten gewinnen.
Das Hauptziel des Projekts besteht darin, unser Verständnis der Anopheles-Artenvielfalt, der Populationsstruktur und der Malariaübertragung in Afrika zu verbessern. In Zusammenarbeit mit Partnern, die in malaria-endemischen Ländern arbeiten, werden 500.000 Mücken mit Hilfe eines gezielten Amplikon-Panels, bekannt als ANOSPP, sequenziert.

ANOSPP ist ein Multi-Locus-Amplikon-Sequenzierungspanel, das auf 62 kurze nukleare Loci im generischen Anopheles-Genom sowie auf 2 mitochondriale Loci im generischen Plasmodium-Genom abzielt. Das Panel verwendet eine hochmultiplexe zweistufige PCR, bei der zunächst die Zielsequenzen amplifiziert und dann eindeutige Barcodes hinzugefügt werden, so dass Amplikons von Hunderten von Stechmücken in einem einzigen Illumina MiSeq-Sequenzierungslauf zusammengefasst werden können (Makunin et al. 2022). Die Sequenzen werden mit Hilfe dieser Barcodes de-multiplexiert und mit k-mer-Ansätzen analysiert, um eine Artidentität für jedes Individuum zu bestimmen (Boddé et al. 2022). Die Sequenzierungsdaten jedes einzelnen Moskitos geben Aufschluss über seine Spezies, die Populationsstruktur und darüber, ob Plasmodium-Parasiten vorhanden sind - wichtige Informationen für die Vektorkontrolle.

In Madagaskar werden in Zusammenarbeit mit dem Nationalen Malariakontrollprogramm und anderen Partnern wie dem EVOLVE-Programm der President Malaria Initiative an mehr als 120 Orten im ganzen Land Mücken gesammelt, was einen Vergleich der Artenzusammensetzung, der Populationsstruktur und der Übertragungsintensität im Raum und in verschiedenen Lebensräumen ermöglicht. An einer begrenzten Anzahl von Standorten werden die Proben mehrfach entnommen, so dass zeitliche Schwankungen und die Kontinuität der Population über die Jahreszeiten hinweg untersucht werden können. Alle entnommenen Proben werden mit umfangreichen Metadaten versehen, z. B. mit Angaben zur Entnahmemethode, zum Status der Insektizidresistenz usw., wie im ANOSPP-Manifest beschrieben.
Dieser wertvolle Datensatz wird zur Entwicklung standardisierter Analysen aus ANOSPP-Sequenzierungsdaten verwendet, die zur Information nationaler und internationaler Behörden, die sich mit der Vektorkontrolle befassen, genutzt werden können. Darüber hinaus werden wir untersuchen, auf welche Weise ANOSPP-Sequenzierungsdaten für populationsgenetische Analysen verwendet werden können, wie z. B. Inversionsgenotypisierung, Schätzung der genetischen Vielfalt und Schätzung der räumlichen und zeitlichen Zusammenhänge.
Die ANOSPP-Ergebnisse werden auch dazu dienen, Individuen von Haupt- und Nebenvektorarten für die Short-Read-Ganzgenomsequenzierung auszuwählen, um ihre Populationsstruktur sowie aufkommende und bestehende Insektizidresistenzen genauer zu untersuchen.
Dieses Projekt wird von Diego Ayala vom Institut Pasteur de Madagascar und Mara Lawniczak vom Wellcome Sanger Institute in Großbritannien geleitet. Marilou Boddé (LIB und IPM) ist für die Datenanalyse zuständig. Das Projekt wird von der Bill and Melinda Gates Foundation finanziert.