I meccanismi molecolari di resistenza agli insetticidi: conoscenze attuali e casi studio

Gli insetti sono un elemento cardine di qualunque contesto sia naturale sia artificiale. L'uomo, nel corso della sua evoluzione, ha dovuto gestire la sua interazione con gli insetti che non sempre è positiva. Storicamente, il ricorso agli insetticidi è stato l’unico sistema in grado di garantirne la gestione e ha suscitato l’illusione di una risoluzione definitiva, senza considerare le ripercussioni etico-ambientali. Tuttavia, l’elevata pressione selettiva che si è andata a creare ha favorito la mancata efficacia di alcuni principi attivi. Il fenomeno è stato definito come “resistenza agli insetticidi”. D’altra parte, gli insetti si sono evoluti nell’arco di milioni di anni e nonostante abbiano attraversato almeno tre estinzioni di massa sono arrivati fino a oggi. Questa relazione vuole andare ad analizzarne i principali meccanismi di resistenza a livello molecolare. A questo proposito, verranno trattati elementi di natura introduttiva legati al panorama storico e attuale degli insetticidi, alle loro modalità di azione e agli effetti negativi che possono creare nei confronti dell’ambito sanitario ed ambientale. Tali argomentazioni non sono esaustive ma mirano a costruire un adeguato contesto per la comprensione dei successivi argomenti. Inoltre, verranno analizzati anche dei riferimenti di tipo normativo. Una volta trattati questi aspetti si lascia spazio al cuore vero e proprio della relazione a riguardo dei principali meccanismi di resistenza contemplati dal punto di vista molecolare. La principale distinzione che viene effettuata riguarda la resistenza di tipo fisiologico e biochimico. A tal fine, verrà brevemente descritta l’anatomia e fisiologia del sistema nervoso. Di elevato interesse risulta essere il coinvolgimento delle proteine transmembrana quali del canale del sodio dipendente dalla tensione (Nav), del recettore gabanergico (GABAR), dell’enzima acetil colinesterasi (AChE), del recettore nicotin colinergico (nAChR) e dei trasportatori ABC. A completamento, per quanto riguarda la resistenza fisiologica, si farà riferimento all’intervento della cuticola esterna e dei microrganismi endosimbionti. Successivamente, viene approfondita la resistenza di tipo biochimico. A tal proposito, si accenna al coinvolgimento di differenti famiglie di enzimi come il citocromo P450, il glutatione S-transferasi e le carbossiesterasi. Tali enzimi sono in grado di proteggere i siti bersaglio dell’insetto a seguito del contatto con gli insetticidi. Data la complessità nella trattazione sarà necessario ricorrere a modelli di tipo bioinformatico utili per una corretta interpretazione. La resistenza di tipo incrociato, essendo decisamente specifica, viene trattata esclusivamente nei due casi studio riguardanti l’eterometabolo Myzus persicae Sulzer e l’olometabolo Spodoptera littoralis Boisduval. Queste due specie rivestono un’importanza notevole nel contesto scientifico e agroambientale e verranno descritte dal punto di vista della bioetologia e dei danni arrecati alle coltivazioni. Successivamente, si esegue un’analisi dei caratteristici meccanismi di resistenza. A conclusione, viene realizzato il resoconto delle attuali conoscenze potenzialmente in grado di ridurre quanto più possibile il fenomeno della resistenza. Un elemento di primaria importanza riguarda l’approccio integrato che ha dato vita all’Integrated Pest Management (IPM). In questo contesto, i differenti metodi di lotta devono essere integrati per il contrasto alle avversità di tipo biotico e abiotico facendo ricorso solo come ultima risorsa alla lotta chimica. I principali meccanismi che potranno guidare verso strumenti di controllo più moderni e scarsamente suscettibili all’insorgenza di resistenze, rispondendo a questi principi, sono l’RNA interference e CRISPR/Cas9. La loro trattazione, sempre dal punto di vista molecolare, riguarderà i loro principi di funzionamento e le prime applicazioni pratiche. Viene sottolineata anche l’importanza della ricerca applicata e di base in ambito sia pubblico sia privato. La conclusione mira ad accompagnare il lettore alla riflessione rinnovando una maggiore consapevolezza sulla tematica. Quanto detto, è valido non solo nei confronti del singolo cittadino ma anche per le Istituzioni internazionali.