La lotta chimica costituisce ancora oggi lo strumento più efficace per il controllo degli organismi nocivi. Tuttavia i danni ambientali ad essa associati e l¿insorgenza della resistenza nelle specie target stanno mettendo a rischio l¿utilizzo di tale approccio. Attualmente dunque la sfida è quella di mettere a punto strategie di controllo alternative, efficaci e sostenibili, che riducano gli effetti negativi sull¿ambiente e limitino l¿evoluzione della resistenza. Il presente progetto ha come obiettivo quello di sviluppare uno strumento di controllo, a basso impatto ambientale, basato sull¿utilizzo di bioinsetticidi a RNA. In particolare si tratta di piccole molecole a RNA in grado di inibire specifici geni di interesse. La proposta sarà incentrata sulla zanzara Culex pipiens, principale vettore di West Nile virus in Europa, e utilizzerà come target dell¿inibizione il gene della chitina-sintasi, un gene chiave nel metabolismo degli artropodi. Il risultato atteso è lo sviluppo di uno strumento non solo specie-specifico, ma anche gene-specifico, che potrà successivamente essere valutato per applicazioni in campo, finalizzate non solo al controllo della specie target, ma anche di altri insetti dannosi, sia di interesse agricolo, che sanitario.
Questo progetto si inserisce pienamente nelle tematiche affrontate negli ultimi anni dal gruppo proponente, mirate a sviluppare sistemi di lotta agli insetti nocivi utilizzando metodiche a basso impatto ambientale. L¿approccio utilizzato rappresenta il primo aspetto innovativo di tale progetto. L¿utilizzo di molecole a RNA in grado di inibire l¿azione di geni endogeni legati a funzioni chiave dell¿organismo costituisce un approccio di frontiera nel controllo dei pest. Questo è dovuto ad alcuni vantaggi che tale metodica offre. In primo luogo, essa consente potenzialmente di mirare a qualsiasi gene all¿interno dell¿organismo, determinando quindi l¿esistenza di innumerevoli target su cui poter mettere a punto bioinsetticidi a RNA. È un meccanismo altamente specie-specifico e gene-specifico; questo consente di ridurre gli effetti nocivi sulla fauna non-target e sull¿ambiente. Inoltre, studi recenti hanno mostrato che, quando somministrato agli stadi immaturi, gli effetti del silenziamento si protraggono fino allo stadio adulto, determinando quindi un effetto a lunga durata (Dalla Bona et al., 2016; Airs & Bartholomay, 2017; Pillai et al. 2017). Non ultimo, queste molecole possono essere inserite all¿interno di diversi biomateriali che, nell¿ottica di una futura applicazione in campo, consentirebbero di avere a disposizione diversi metodi di delivery da poter testare e, eventualmente, utilizzare.
Insieme all¿approccio, altro elemento di innovatività è rappresentato dal target scelto, il gene della chitina-sintasi. La chitina costituisce uno dei biopolimeri più abbondanti in natura e negli insetti, essa svolge un ruolo chiave, essendo principale costituente dell¿esoscheletro e di altre strutture che proteggono le superfici esterne e interne dell¿individuo (Merzendorfer, 2006). L¿inibizione di questo gene dunque può determinare diversi effetti a livello fenotipico, che possono impedire lo sviluppo degli individui e permettere il controllo dell¿abbondanza della popolazione. Nonostante l¿importanza di questo gene e le potenzialità derivanti dalla sua inibizione, il suo utilizzo come target nel controllo rimane ancora largamente inesplorato. Infine, un ultimo aspetto di rilevanza è legato alla trasferibilità delle conoscenze che si acquisiranno nell¿ambito di tale progetto. Le attività saranno focalizzate su un vettore di grande importanza medico-veterinaria, ma i risultati che ne deriveranno non saranno utili solo ai fini della specie in oggetto, ma potranno essere estesi anche ad altri insetti nocivi, e diventare un modello su cui testare l¿efficacia dei bioinsetticidi a RNA nel controllo dei pest.
Bibliografia
Dalla Bona AC et al. Parasites &Vectors. 2016; 9:397
Airs PM & Bartholomay LC. Insects. 2017; 8:4
Pillai AB et al. Insect Mol Biol. 2017; 26:127-139
Merzendorfer H. J Comp Physiol B. 2006; 176(1):1-15