L¿inquinamento ambientale dovuto all¿uso eccessivo di insetticidi e lo sviluppo della resistenza costituiscono due importanti limiti alla nostra capacità di controllare efficacemente gli insetti vettori di malattie per l¿uomo e gli animali. Da tali considerazioni emerge la necessità di trovare strategie di controllo che aumentino l¿efficacia dei composti attualmente disponibili, aumentando la loro bio-disponibilità per la specie target senza aumentare la frequenza e le quantità utilizzate per i trattamenti, così come strategie che riducano il rischio di insorgenza della resistenza. In questa proposta prevediamo di sviluppare strumenti economicamente vantaggiosi ed ecologici per migliorare il controllo delle zanzare e delle malattie di cui sono vettori. La proposta sarà incentrata su Anopheles stephensi, il principale vettore di malaria nel Medio Oriente e nel Sud-Est Asiatico. Obiettivo del presente progetto è sviluppare zattere di idrogel polimerici biodegradabili galleggianti contenenti il composto insetticida microincapsulato e molecole di siRNA, mirati ai geni di difesa/resistenza cellulare. Questo prodotto i) aumenterà la quantità di molecole di insetticida che raggiunge l'insetto bersaglio, riducendo la dispersione ambientale e concentrandole sulla superficie dell'acqua, dove si nutrono le zanzare; ii) aumenterà la tossicità dell'insetticida verso le larve di zanzara, inibendo i meccanismi di difesa degli insetti. Questo ci consentirà di ridurre l'uso di insetticidi, verso la definizione di dosi minime efficaci e di contrastare lo sviluppo di resistenza agli insetticidi. Il prodotto che si intende sviluppare potrà diventare oggetto di ricerca industriale e successivamente di applicazione sul campo, non solo per il controllo delle specie bersaglio di questo progetto, ma più in generale per il controllo degli insetti/artropodi nocivi in campo veterinario, agricolo e medico.
Da un punto di vista tecnologico, il progetto pone le basi per la realizzazione di un prototipo di prodotto, zattere galleggianti di idrogel polimerici contenenti l¿insetticida microincapsulato e siRNA che alterano le difese cellulari all¿insetticida stesso. Questo prodotto combina, dunque, sia un sistema di delivery dell¿insetticida più efficiente dei metodi tradizionali di spargimento in campo, prevenendo la sua dispersione e degradazione nell¿ambiente acquatico e concentrandolo nelle aree dove le larve di zanzara stazionano maggiormente, sia un sistema di miglioramento dell¿efficacia dell¿insetticida stesso, grazie all¿azione degli siRNA che inibiscono le difese cellulari della specie target. Tali sistemi, in combinazione, sono completamente innovativi nell¿ambito del controllo dei vettori malarici e di altre specie di zanzare.
Il presente progetto ha ulteriori punti di innovatività e avanzamento delle conoscenze. Nello specifico, gli idrogel polimerici hanno suscitato grande interesse recentemente come sistema di delivery di farmaci in ambito medico. Il loro uso, sebbene particolarmente adatto per il controllo di insetti nocivi in ambiente acquatico (per la loro biodegradabilità, lento rilascio, capacità di galleggiamento) è praticamente inesplorato. Questo progetto è dunque un progetto pilota in tale contesto. Il sistema innovativo di delivery che si intende sviluppare, apporterebbe importanti innovazioni anche nell¿ambito dell¿uso di RNAi per il controllo di vettori. Nonostante le promettenti applicazioni della tecnologia RNAi nel controllo vettoriale, ci sono due principali limitazioni alla sua applicabilità sul campo: il rapido degrado ambientale dell'RNAi non protetto innescato da UV, ribonucleasi, microbi e la dissipazione e diluizione in ambienti acquatici o substrati solidi. Le zattere di idrogel consentirebbero di superare tali vincoli e di migliorare l'applicabilità sul campo degli RNAi.
Le indagini verranno focalizzate su una specie di grande importanza medica, quale An. stephensi, ma i risultati saranno di interesse molto più generale, e potranno portare a ricadute applicative anche in relazione al controllo di altri artropodi vettori. In altri termini, la specie in esame non rappresenta solo un oggetto di indagine specifica, ma anche un modello su cui saggiare un nuovo sistema di delivery. I protocolli sviluppati per il silenziamento tramite RNAi potranno, inoltre, fornire utili informazioni per l¿utilizzo di tale tecnica per altre applicazioni nelle zanzare. Si sottolinea che il responsabile del progetto ha una lunga esperienza nelle tematiche oggetto della ricerca ed è coadiuvato da gruppi leader a livello mondiale. Inoltre, il gruppo proponente il progetto, nella sua attuale composizione, ha comunque dato prova, anche nei precedenti progetti di ATENEO, di ottenere risultati significativi per l¿avanzamento delle conoscenze in tale ambito, pubblicati su riviste di alto rango.
Il progetto, infine, rientra nelle tre priorità HORIZON 2020: "SCIENZA ECCELLENTE", "LEADERSHIP INDUSTRIALE" e "SOCIAL CHALLANGES" e sostiene l'esigenza dell'UE di "piccole e medie imprese (PMI) più innovative per creare crescita e occupazione", poiché la tecnologia che si intende sviluppare può essere prodotta da PMI locali disseminate sul territorio.