Gracias por visitar Nature.com. La versión de su navegador tiene compatibilidad limitada con CSS. Para obtener mejores resultados, le recomendamos usar una versión más reciente de su navegador (o desactivar el modo de compatibilidad en Internet Explorer). Mientras tanto, para garantizar la compatibilidad continua, mostramos el sitio sin estilos ni JavaScript.
Las combinaciones de compuestos insecticidas derivados de plantas pueden presentar interacciones sinérgicas o antagónicas contra las plagas. Dada la rápida propagación de enfermedades transmitidas por mosquitos Aedes y la creciente resistencia de las poblaciones de mosquitos Aedes a los insecticidas tradicionales, se formularon veintiocho combinaciones de compuestos terpénicos basados en aceites esenciales de plantas y se probaron contra las etapas larvarias y adultas de Aedes aegypti. Inicialmente, se evaluaron cinco aceites esenciales de plantas (AE) para determinar su eficacia larvicida y en adultos, y se identificaron dos compuestos principales en cada AE con base en los resultados de GC-MS. Los principales compuestos identificados se adquirieron: disulfuro de dialilo, trisulfuro de dialilo, carvona, limoneno, eugenol, metil eugenol, eucaliptol, eudesmol y alfa-pineno de mosquito. Posteriormente, se prepararon combinaciones binarias de estos compuestos utilizando dosis subletales y se probaron y determinaron sus efectos sinérgicos y antagónicos. Las mejores composiciones larvicidas se obtienen mezclando limoneno con disulfuro de dialilo, y las mejores composiciones adulticidas se obtienen mezclando carvona con limoneno. El larvicida sintético comercial Temphos y el fármaco adulto Malatión se probaron por separado y en combinaciones binarias con terpenoides. Los resultados mostraron que la combinación de temefós y disulfuro de dialilo, y de malatión y eudesmol, fue la más eficaz. Estas potentes combinaciones tienen potencial para su uso contra Aedes aegypti.
Los aceites esenciales (AE) de plantas son metabolitos secundarios que contienen diversos compuestos bioactivos y están adquiriendo cada vez mayor importancia como alternativa a los pesticidas sintéticos. No solo son respetuosos con el medio ambiente y fáciles de usar, sino que también son una mezcla de diferentes compuestos bioactivos, lo que reduce la probabilidad de desarrollar resistencia a los fármacos1. Mediante tecnología GC-MS, investigadores examinaron los constituyentes de diversos aceites esenciales de plantas e identificaron más de 3000 compuestos de 17 500 plantas aromáticas2, la mayoría de los cuales se analizaron para determinar sus propiedades insecticidas y se ha informado que tienen efectos insecticidas3,4. Algunos estudios destacan que la toxicidad del componente principal del compuesto es igual o mayor que la de su óxido de etileno crudo. Sin embargo, el uso de compuestos individuales puede, de nuevo, dar lugar al desarrollo de resistencia, como ocurre con los insecticidas químicos5,6. Por lo tanto, el enfoque actual se centra en la preparación de mezclas de compuestos a base de óxido de etileno para mejorar la eficacia insecticida y reducir la probabilidad de resistencia en las poblaciones de plagas objetivo. Los compuestos activos individuales presentes en los aceites esenciales pueden exhibir efectos sinérgicos o antagónicos en combinaciones que reflejan la actividad general del aceite esencial, un hecho que ha sido bien enfatizado en estudios realizados por investigadores anteriores7,8. El programa de control de vectores también incluye el aceite esencial y sus componentes. La actividad mosquitocida de los aceites esenciales se ha estudiado ampliamente en mosquitos Culex y Anopheles. Varios estudios han intentado desarrollar pesticidas efectivos mediante la combinación de varias plantas con pesticidas sintéticos de uso comercial para aumentar la toxicidad general y minimizar los efectos secundarios9. Sin embargo, los estudios de tales compuestos contra Aedes aegypti siguen siendo escasos. Los avances en la ciencia médica y el desarrollo de medicamentos y vacunas han ayudado a combatir algunas enfermedades transmitidas por vectores. Sin embargo, la presencia de diferentes serotipos del virus, transmitido por el mosquito Aedes aegypti, ha llevado al fracaso de los programas de vacunación. Por lo tanto, cuando ocurren tales enfermedades, los programas de control de vectores son la única opción para prevenir su propagación. En el escenario actual, el control de Aedes aegypti es muy importante, ya que es un vector clave de varios virus y sus serotipos que causan dengue, Zika, dengue hemorrágico, fiebre amarilla, etc. Lo más notable es el hecho de que el número de casos de casi todas las enfermedades transmitidas por vectores de Aedes aumenta cada año en Egipto y está aumentando en todo el mundo. Por lo tanto, en este contexto, existe una necesidad urgente de desarrollar medidas de control efectivas y respetuosas con el medio ambiente para las poblaciones de Aedes aegypti. Los candidatos potenciales en este sentido son los aceites esenciales, sus compuestos constituyentes y sus combinaciones. Por lo tanto, este estudio intentó identificar combinaciones sinérgicas efectivas de compuestos clave de aceites esenciales de cinco plantas con propiedades insecticidas (es decir, menta, albahaca sagrada, eucalipto manchado, Allium sulfur y melaleuca) contra Aedes aegypti.
Todos los aceites esenciales seleccionados demostraron una posible actividad larvicida contra Aedes aegypti, con una CL50 a las 24 h que osciló entre 0,42 y 163,65 ppm. La mayor actividad larvicida se registró para el aceite esencial de menta (Mp), con una CL50 de 0,42 ppm a las 24 h, seguido del de ajo (As), con una CL50 de 16,19 ppm a las 24 h (Tabla 1).
Con la excepción de Ocimum Sainttum, Os EO, los otros cuatro EO evaluados mostraron efectos alercidas obvios, con valores de CL50 que oscilaron entre 23,37 y 120,16 ppm durante el período de exposición de 24 horas. El EO de Thymophilus striata (Cl) fue el más eficaz en la eliminación de adultos con un valor de CL50 de 23,37 ppm dentro de las 24 horas posteriores a la exposición, seguido de Eucalyptus maculata (Em), que tuvo un valor de CL50 de 101,91 ppm (Tabla 1). Por otro lado, el valor de CL50 para Os aún no se ha determinado, ya que la tasa de mortalidad más alta, del 53 %, se registró con la dosis más alta (Figura Suplementaria 3).
Los dos compuestos constituyentes principales de cada EO se identificaron y seleccionaron con base en los resultados de la base de datos de la biblioteca NIST, el porcentaje de área del cromatograma de GC y los resultados de los espectros de MS (Tabla 2). Para el EO As, los principales compuestos identificados fueron disulfuro de dialilo y trisulfuro de dialilo; para el EO Mp, los principales compuestos identificados fueron carvona y limoneno; para el EO Em, los principales compuestos identificados fueron eudesmol y eucaliptol; para el EO Os, los principales compuestos identificados fueron eugenol y metil eugenol, y para el EO Cl, los principales compuestos identificados fueron eugenol y α-pineno (Figura 1, Figuras suplementarias 5-8, Tabla suplementaria 1-5).
Resultados de la espectrometría de masas de los principales terpenoides de aceites esenciales seleccionados (A-disulfuro de dialilo; B-trisulfuro de dialilo; C-eugenol; D-metil eugenol; E-limoneno; F-ceperona aromática; G-α-pineno; H-cineol; R-eudamol).
Un total de nueve compuestos (disulfuro de dialilo, trisulfuro de dialilo, eugenol, metil eugenol, carvona, limoneno, eucaliptol, eudesmol, α-pineno) fueron identificados como compuestos efectivos que son los componentes principales del EO y fueron bioensayados individualmente contra Aedes aegypti en etapas larvarias. . El compuesto eudesmol tuvo la actividad larvicida más alta con un valor de LC50 de 2,25 ppm después de 24 horas de exposición. También se ha encontrado que los compuestos disulfuro de dialilo y trisulfuro de dialilo tienen efectos larvicidas potenciales, con dosis subletales medias en el rango de 10-20 ppm. Nuevamente se observó una actividad larvicida moderada para los compuestos eugenol, limoneno y eucaliptol con valores de LC50 de 63,35 ppm, 139,29 ppm. y 181,33 ppm después de 24 horas, respectivamente (Tabla 3). Sin embargo, no se observó un potencial larvicida significativo del metileugenol ni de la carvona, ni siquiera con las dosis más altas, por lo que no se calcularon los valores de CL50 (Tabla 3). El larvicida sintético Temefos presentó una concentración letal media de 0,43 ppm contra Aedes aegypti durante 24 horas de exposición (Tabla 3, Tabla Suplementaria 6).
Siete compuestos (disulfuro de dialilo, trisulfuro de dialilo, eucaliptol, α-pineno, eudesmol, limoneno y carvona) fueron identificados como los principales compuestos de EO efectivo y fueron probados individualmente contra mosquitos Aedes egipcios adultos. Según el análisis de regresión Probit, se encontró que el Eudesmol tenía el potencial más alto con un valor de LC50 de 1.82 ppm, seguido por el Eucaliptol con un valor de LC50 de 17.60 ppm en un tiempo de exposición de 24 horas. Los cinco compuestos restantes probados fueron moderadamente dañinos para los adultos con LC50 de entre 140.79 y 737.01 ppm (Tabla 3). El malatión organofosforado sintético fue menos potente que el eudesmol y más potente que los otros seis compuestos, con un valor de LC50 de 5.44 ppm durante el período de exposición de 24 horas (Tabla 3, Tabla suplementaria 6).
Se seleccionaron siete potentes compuestos de plomo y el tamefosato organofosforado para formular combinaciones binarias de sus dosis LC50 en una proporción de 1:1. Se preparó un total de 28 combinaciones binarias y se evaluó su eficacia larvicida contra Aedes aegypti. Se encontró que nueve combinaciones eran sinérgicas, 14 combinaciones eran antagónicas y cinco combinaciones no eran larvicidas. Entre las combinaciones sinérgicas, la combinación de disulfuro de dialilo y temofol fue la más efectiva, con una mortalidad del 100% observada después de 24 horas (Tabla 4). De manera similar, las mezclas de limoneno con disulfuro de dialilo y eugenol con timefós mostraron un buen potencial con una mortalidad larvaria observada del 98,3% (Tabla 5). Las 4 combinaciones restantes, a saber, eudesmol más eucaliptol, eudesmol más limoneno, eucaliptol más alfa-pineno, alfa-pineno más temefos, también mostraron una eficacia larvicida significativa, con tasas de mortalidad observadas superiores al 90%. La tasa de mortalidad esperada es cercana al 60-75%. (Tabla 4). Sin embargo, la combinación de limoneno con α-pineno o eucalipto mostró reacciones antagónicas. Del mismo modo, se ha encontrado que las mezclas de Temefos con eugenol o eucalipto o eudesmol o trisulfuro de dialilo tienen efectos antagónicos. Del mismo modo, la combinación de disulfuro de dialilo y trisulfuro de dialilo y la combinación de cualquiera de estos compuestos con eudesmol o eugenol son antagónicas en su acción larvicida. También se ha informado antagonismo con la combinación de eudesmol con eugenol o α-pineno.
De las 28 mezclas binarias analizadas para determinar la actividad ácida en adultos, 7 combinaciones resultaron sinérgicas, 6 no tuvieron efecto y 15 fueron antagónicas. Las mezclas de eudesmol con eucalipto y limoneno con carvona resultaron ser más eficaces que otras combinaciones sinérgicas, con tasas de mortalidad a las 24 horas del 76 % y el 100 %, respectivamente (Tabla 5). Se ha observado que el malatión exhibe un efecto sinérgico con todas las combinaciones de compuestos, excepto limoneno y trisulfuro de dialilo. Por otro lado, se ha encontrado antagonismo entre el disulfuro de dialilo y el trisulfuro de dialilo y la combinación de cualquiera de ellos con eucalipto, eucaliptol, carvona o limoneno. De forma similar, las combinaciones de α-pineno con eudesmol o limoneno, eucaliptol con carvona o limoneno, y limoneno con eudesmol o malatión mostraron efectos larvicidas antagónicos. En las seis combinaciones restantes, no se observó una diferencia significativa entre la mortalidad esperada y la observada (Tabla 5).
Con base en los efectos sinérgicos y las dosis subletales, su toxicidad larvicida contra un gran número de mosquitos Aedes aegypti fue finalmente seleccionada y probada. Los resultados mostraron que la mortalidad larvaria observada usando las combinaciones binarias eugenol-limoneno, dialil disulfuro-limoneno y dialil disulfuro-timefos fue del 100%, mientras que la mortalidad larvaria esperada fue del 76,48%, 72,16% y 63,4%, respectivamente (Tabla 6). La combinación de limoneno y eudesmol fue relativamente menos efectiva, con una mortalidad larvaria del 88% observada durante el período de exposición de 24 horas (Tabla 6). En resumen, las cuatro combinaciones binarias seleccionadas también demostraron efectos larvicidas sinérgicos contra Aedes aegypti cuando se aplicaron a gran escala (Tabla 6).
Se seleccionaron tres combinaciones sinérgicas para el bioensayo adultocida para controlar grandes poblaciones de Aedes aegypti adultos. Para seleccionar combinaciones para probar en grandes colonias de insectos, primero nos enfocamos en las dos mejores combinaciones de terpenos sinérgicas, a saber, carvona más limoneno y eucaliptol más eudesmol. En segundo lugar, se seleccionó la mejor combinación sinérgica de la combinación de malatión organofosforado sintético y terpenoides. Creemos que la combinación de malatión y eudesmol es la mejor combinación para probar en grandes colonias de insectos debido a la mayor mortalidad observada y los valores muy bajos de LC50 de los ingredientes candidatos. El malatión exhibe sinergia en combinación con α-pineno, disulfuro de dialilo, eucalipto, carvona y eudesmol. Pero si observamos los valores de LC50, Eudesmol tiene el valor más bajo (2.25 ppm). Los valores de CL50 calculados de malatión, α-pineno, disulfuro de dialilo, eucaliptol y carvona fueron 5,4, 716,55, 166,02, 17,6 y 140,79 ppm. respectivamente. Estos valores indican que la combinación de malatión y eudesmol es la combinación óptima en términos de dosis. Los resultados mostraron que las combinaciones de carvona más limoneno y eudesmol más malatión tuvieron una mortalidad observada del 100% en comparación con una mortalidad esperada del 61% al 65%. Otra combinación, eudesmol más eucaliptol, mostró una tasa de mortalidad del 78,66% después de 24 horas de exposición, en comparación con una tasa de mortalidad esperada del 60%. Las tres combinaciones seleccionadas demostraron efectos sinérgicos incluso cuando se aplicaron a gran escala contra Aedes aegypti adultos (Tabla 6).
En este estudio, aceites esenciales de plantas seleccionadas como Mp, As, Os, Em y Cl mostraron efectos letales prometedores en las etapas larvaria y adulta de Aedes aegypti. El aceite esencial de Mp tuvo la mayor actividad larvicida con un valor de CL50 de 0,42 ppm, seguido de los aceites esenciales de As, Os y Em con un valor de CL50 inferior a 50 ppm después de 24 h. Estos resultados son consistentes con estudios previos de mosquitos y otras moscas dípteras10,11,12,13,14. Aunque la potencia larvicida del Cl es menor que la de otros aceites esenciales, con un valor de CL50 de 163,65 ppm después de 24 horas, su potencial adulto es el más alto con un valor de CL50 de 23,37 ppm después de 24 horas. Los EO Mp, As y Em también mostraron un buen potencial alercida con valores de LC50 en el rango de 100-120 ppm a las 24 h de exposición, pero fueron relativamente inferiores a su eficacia larvicida. Por otro lado, el EO Os demostró un efecto alercida insignificante incluso a la dosis terapéutica más alta. Por lo tanto, los resultados indican que la toxicidad del óxido de etileno para las plantas puede variar dependiendo de la etapa de desarrollo de los mosquitos15. También depende de la velocidad de penetración de los EO en el cuerpo del insecto, su interacción con enzimas diana específicas y la capacidad de desintoxicación del mosquito en cada etapa de desarrollo16. Una gran cantidad de estudios han demostrado que el compuesto componente principal es un factor importante en la actividad biológica del óxido de etileno, ya que representa la mayoría de los compuestos totales3,12,17,18. Por lo tanto, consideramos dos compuestos principales en cada EO. Con base en los resultados de GC-MS, el disulfuro de dialilo y el trisulfuro de dialilo se identificaron como los compuestos principales de EO As, lo cual es consistente con informes previos19,20,21. Aunque informes previos indicaron que el mentol era uno de sus compuestos principales, la carvona y el limoneno fueron nuevamente identificados como los compuestos principales de Mp EO22,23. El perfil de composición de Os EO mostró que el eugenol y el metil eugenol son los compuestos principales, lo cual es similar a los hallazgos de investigadores anteriores16,24. El eucaliptol y el eucaliptol se han reportado como los principales compuestos presentes en el aceite de hoja de Em, lo cual es consistente con los hallazgos de algunos investigadores25,26 pero contrario a los hallazgos de Olalade et al.27. El predominio de cineol y α-pineno se observó en el aceite esencial de melaleuca, lo cual es similar a estudios previos28,29. Diferencias intraespecíficas en la composición y concentración de aceites esenciales extraídos de las mismas especies de plantas en diferentes lugares han sido reportadas y también fueron observadas en este estudio, las cuales son influenciadas por las condiciones geográficas de crecimiento de la planta, tiempo de cosecha, etapa de desarrollo, o edad de la planta. apariencia de quimiotipos, etc.22,30,31,32. Los compuestos clave identificados fueron adquiridos y probados para sus efectos larvicidas y efectos sobre mosquitos adultos Aedes aegypti. Los resultados mostraron que la actividad larvicida del disulfuro de dialilo fue comparable a la del EO As crudo. Pero la actividad del trisulfuro de dialilo es más alta que la del EO As. Estos resultados son similares a los obtenidos por Kimbaris et al. 33 en Culex philippines. Sin embargo, estos dos compuestos no mostraron una buena actividad autocida contra los mosquitos objetivo, lo cual es consistente con los resultados de Plata-Rueda et al 34 en Tenebrio molitor. El EO de Os es eficaz contra la etapa larvaria de Aedes aegypti, pero no contra la etapa adulta. Se ha establecido que la actividad larvicida de los principales compuestos individuales es menor que la del EO de Os crudo. Esto implica un papel para otros compuestos y sus interacciones en el óxido de etileno crudo. El metil eugenol solo tiene una actividad insignificante, mientras que el eugenol solo tiene una actividad larvicida moderada. Esta conclusión confirma, por un lado,35,36, y por otro lado, contradice las conclusiones de investigadores anteriores37,38. Las diferencias en los grupos funcionales de eugenol y metileugenol pueden resultar en diferentes toxicidades para el mismo insecto objetivo39. Se encontró que el limoneno tiene una actividad larvicida moderada, mientras que el efecto de la carvona fue insignificante. De manera similar, la toxicidad relativamente baja del limoneno para los insectos adultos y la alta toxicidad de la carvona respaldan los resultados de algunos estudios previos40 pero contradicen otros41. La presencia de dobles enlaces tanto en posiciones intracíclicas como exocíclicas puede aumentar los beneficios de estos compuestos como larvicidas3,41, mientras que la carvona, que es una cetona con carbonos alfa y beta insaturados, puede exhibir un mayor potencial de toxicidad en adultos42. Sin embargo, las características individuales de limoneno y carvona son mucho menores que el EO total Mp (Tabla 1, Tabla 3). Entre los terpenoides probados, se encontró que el eudesmol tenía la mayor actividad larvicida y adulta con un valor de LC50 por debajo de 2,5 ppm, lo que lo convierte en un compuesto prometedor para el control de mosquitos Aedes. Su rendimiento es mejor que el de todo el EO Em, aunque esto no es consistente con los hallazgos de Cheng et al.40. El eudesmol es un sesquiterpeno con dos unidades de isopreno que es menos volátil que los monoterpenos oxigenados como el eucalipto y, por lo tanto, tiene un mayor potencial como pesticida. El eucaliptol en sí tiene mayor actividad adulta que larvicida, y los resultados de estudios anteriores apoyan y refutan esto37,43,44. La actividad por sí sola es casi comparable a la de todo el EO Cl. Otro monoterpeno bicíclico, α-pineno, tiene menos efecto adulto sobre Aedes aegypti que efecto larvicida, que es lo opuesto al efecto del EO Cl completo. La actividad insecticida general de los terpenoides está influenciada por su lipofilicidad, volatilidad, ramificación de carbono, área de proyección, área superficial, grupos funcionales y sus posiciones45,46. Estos compuestos pueden actuar destruyendo acumulaciones celulares, bloqueando la actividad respiratoria, interrumpiendo la transmisión de impulsos nerviosos, etc. 47 Se encontró que el organofosfato sintético Temephos tenía la actividad larvicida más alta con un valor LC50 de 0,43 ppm, lo cual es consistente con los datos de Lek -Utala48. Se reportó una actividad adulta del organofosforado sintético malatión de 5,44 ppm. Si bien estos dos organofosforados han mostrado respuestas favorables contra cepas de laboratorio de Aedes aegypti, se ha reportado resistencia de mosquitos a estos compuestos en diferentes partes del mundo49. Sin embargo, no se han encontrado informes similares sobre el desarrollo de resistencia a medicamentos herbales50. Por lo tanto, los productos botánicos se consideran alternativas potenciales a los pesticidas químicos en los programas de control de vectores.
El efecto larvicida se probó en 28 combinaciones binarias (1:1) preparadas a partir de terpenoides potentes y terpenoides con timetfos, y se encontró que 9 combinaciones eran sinérgicas, 14 antagónicas y 5 antagónicas. Ningún efecto. Por otro lado, en el bioensayo de potencia en adultos, se encontró que 7 combinaciones eran sinérgicas, 15 combinaciones eran antagónicas y se informó que 6 combinaciones no tenían efecto. La razón por la que ciertas combinaciones producen un efecto sinérgico puede deberse a que los compuestos candidatos interactúan simultáneamente en diferentes vías importantes, o a la inhibición secuencial de diferentes enzimas clave de una vía biológica particular51. La combinación de limoneno con disulfuro de dialilo, eucalipto o eugenol resultó ser sinérgica en aplicaciones tanto a pequeña como a gran escala (Tabla 6), mientras que su combinación con eucalipto o α-pineno resultó tener efectos antagónicos en las larvas. En promedio, el limoneno parece ser un buen sinergista, posiblemente debido a la presencia de grupos metilo, buena penetración en el estrato córneo y un mecanismo de acción diferente52,53. Se ha reportado previamente que el limoneno puede causar efectos tóxicos al penetrar las cutículas de los insectos (toxicidad por contacto), afectar el sistema digestivo (antialimentario) o afectar el sistema respiratorio (actividad de fumigación), 54 mientras que los fenilpropanoides como el eugenol pueden afectar las enzimas metabólicas 55. Por lo tanto, las combinaciones de compuestos con diferentes mecanismos de acción pueden aumentar el efecto letal general de la mezcla. Se encontró que el eucaliptol era sinérgico con el disulfuro de dialilo, el eucalipto o el α-pineno, pero otras combinaciones con otros compuestos fueron no larvicidas o antagónicas. Estudios tempranos mostraron que el eucaliptol tiene actividad inhibitoria sobre la acetilcolinesterasa (AChE), así como sobre los receptores de octaamina y GABA56. Dado que los monoterpenos cíclicos, como el eucaliptol y el eugenol, pueden tener el mismo mecanismo de acción que su actividad neurotóxica,57 se minimizan sus efectos combinados mediante inhibición mutua. Asimismo, se observó que la combinación de temefos con disulfuro de dialilo, α-pineno y limoneno es sinérgica, lo que respalda informes previos de un efecto sinérgico entre productos herbales y organofosforados sintéticos58.
Se encontró que la combinación de eudesmol y eucaliptol tiene un efecto sinérgico en las etapas larvaria y adulta de Aedes aegypti, posiblemente debido a sus diferentes modos de acción debido a sus diferentes estructuras químicas. El eudesmol (un sesquiterpeno) puede afectar el sistema respiratorio 59 y el eucaliptol (un monoterpeno) puede afectar la acetilcolinesterasa 60. La coexposición de los ingredientes a dos o más sitios objetivo puede aumentar el efecto letal general de la combinación. En bioensayos de sustancias adultas, se encontró que el malatión es sinérgico con carvona o eucaliptol o eucaliptol o disulfuro de dialilo o α-pineno, lo que indica que es sinérgico con la adición de limoneno y di. Buenos candidatos a alercidas sinérgicos para toda la cartera de compuestos terpénicos, con la excepción del trisulfuro de alilo. Thangam y Kathiresan61 también reportaron resultados similares del efecto sinérgico del malatión con extractos herbales. Esta respuesta sinérgica podría deberse a los efectos tóxicos combinados del malatión y los fitoquímicos sobre las enzimas desintoxicantes de los insectos. Los organofosforados como el malatión generalmente actúan inhibiendo las esterasas y monooxigenasas del citocromo P45062,63,64. Por lo tanto, la combinación de malatión con estos mecanismos de acción y terpenos con diferentes mecanismos de acción podría potenciar el efecto letal general sobre los mosquitos.
Por otro lado, el antagonismo indica que los compuestos seleccionados son menos activos en combinación que cada compuesto por separado. La razón del antagonismo en algunas combinaciones puede ser que un compuesto modifica el comportamiento del otro compuesto al cambiar la tasa de absorción, distribución, metabolismo o excreción. Los primeros investigadores consideraron que esta era la causa del antagonismo en las combinaciones de fármacos. Moléculas Mecanismo posible 65. De manera similar, las posibles causas del antagonismo pueden estar relacionadas con mecanismos de acción similares, competencia de compuestos constituyentes por el mismo receptor o sitio diana. En algunos casos, también puede ocurrir una inhibición no competitiva de la proteína diana. En este estudio, dos compuestos organosulfurados, el disulfuro de dialilo y el trisulfuro de dialilo, mostraron efectos antagónicos, posiblemente debido a la competencia por el mismo sitio diana. Del mismo modo, estos dos compuestos de azufre mostraron efectos antagónicos y no tuvieron efecto cuando se combinaron con eudesmol y α-pineno. El eudesmol y el α-pineno son de naturaleza cíclica, mientras que el disulfuro de dialilo y el trisulfuro de dialilo son de naturaleza alifática. Basándose en la estructura química, la combinación de estos compuestos debería aumentar la actividad letal general, ya que sus sitios diana suelen ser diferentes34,47. Sin embargo, experimentalmente se observó antagonismo, lo cual podría deberse al papel de estos compuestos en algunos sistemas de organismos desconocidos in vivo como resultado de la interacción. De igual forma, la combinación de cineol y α-pineno produjo respuestas antagónicas, aunque investigadores previamente informaron que ambos compuestos tienen diferentes dianas de acción47,60. Dado que ambos compuestos son monoterpenos cíclicos, es posible que existan algunos sitios diana comunes que compitan por la unión e influyan en la toxicidad general de los pares combinatorios estudiados.
Con base en los valores de CL50 y la mortalidad observada, se seleccionaron las dos combinaciones de terpenos con mayor sinergia: carvona + limoneno y eucaliptol + eudesmol, así como el organofosforado sintético malatión con terpenos. La combinación sinérgica óptima de compuestos de malatión + eudesmol se probó en un bioensayo con insecticidas para adultos. Se analizaron colonias grandes de insectos para confirmar si estas combinaciones efectivas pueden funcionar contra un gran número de individuos en espacios de exposición relativamente amplios. Todas estas combinaciones demostraron un efecto sinérgico contra grandes enjambres de insectos. Se obtuvieron resultados similares con una combinación larvicida sinérgica óptima probada contra grandes poblaciones de larvas de Aedes aegypti. Por lo tanto, se puede afirmar que la combinación larvicida y adulticida eficaz de compuestos de aceites esenciales vegetales es un sólido candidato contra los productos químicos sintéticos existentes y puede utilizarse para controlar las poblaciones de Aedes aegypti. Asimismo, se pueden utilizar combinaciones eficaces de larvicidas sintéticos o adulticidas con terpenos para reducir las dosis de timetfos o malatión administradas a los mosquitos. Estas potentes combinaciones sinérgicas podrían aportar soluciones para futuros estudios sobre la evolución de la resistencia a fármacos en mosquitos Aedes.
Los huevos de Aedes aegypti se recolectaron en el Centro Regional de Investigación Médica de Dibrugarh, perteneciente al Consejo Indio de Investigación Médica, y se mantuvieron a temperatura controlada (28 ± 1 °C) y humedad (85 ± 5 %) en el Departamento de Zoología de la Universidad de Gauhati, bajo las siguientes condiciones: Arivoli fue descrito por et al. Tras la eclosión, las larvas se alimentaron con alimento para larvas (galleta para perros en polvo y levadura en una proporción de 3:1) y los adultos con una solución de glucosa al 10 %. A partir del tercer día tras la emergencia, se permitió que las hembras adultas de mosquitos succionaran la sangre de ratas albinas. Se empapó papel de filtro en agua en un vaso y se colocó en la jaula de puesta.
Muestras de plantas seleccionadas, concretamente hojas de eucalipto (Myrtaceae), albahaca sagrada (Lamiaceae), menta (Lamiaceae), melaleuca (Myrtaceae) y bulbos de allium (Amaryllidaceae). Recolectadas en Guwahati e identificadas por el Departamento de Botánica de la Universidad de Gauhati. Las muestras de plantas recolectadas (500 g) se sometieron a hidrodestilación con un aparato Clevenger durante 6 horas. El aceite esencial extraído se recogió en viales de vidrio limpios y se almacenó a 4 °C para su posterior estudio.
La toxicidad larvicida se estudió utilizando procedimientos estándar ligeramente modificados de la Organización Mundial de la Salud 67 . Use DMSO como emulsionante. Cada concentración de EO se probó inicialmente a 100 y 1000 ppm, exponiendo 20 larvas en cada réplica. Con base en los resultados, se aplicó un rango de concentración y se registró la mortalidad de 1 hora a 6 horas (a intervalos de 1 hora), y a las 24 horas, 48 horas y 72 horas después del tratamiento. Las concentraciones subletales (CL50) se determinaron después de 24, 48 y 72 horas de exposición. Cada concentración se ensayó por triplicado junto con un control negativo (solo agua) y un control positivo (agua tratada con DMSO). Si ocurre la pupación y más del 10% de las larvas del grupo de control mueren, se repite el experimento. Si la tasa de mortalidad en el grupo de control está entre el 5-10%, use la fórmula de corrección de Abbott 68.
El método descrito por Ramar et al. 69 se utilizó para un bioensayo en adultos contra Aedes aegypti utilizando acetona como disolvente. Cada AE se probó inicialmente contra mosquitos Aedes aegypti adultos en concentraciones de 100 y 1000 ppm. Aplicar 2 ml de cada solución preparada al número Whatman. 1 hoja de papel de filtro (tamaño 12 x 15 cm²) y dejar evaporar la acetona durante 10 minutos. El papel de filtro tratado con solo 2 ml de acetona se utilizó como control. Después de que la acetona se haya evaporado, el papel de filtro tratado y el papel de filtro de control se colocan en un tubo cilíndrico (10 cm de profundidad). Diez mosquitos no hematófagos de 3 a 4 días de edad se transfirieron a triplicados de cada concentración. Con base en los resultados de las pruebas preliminares, se probaron varias concentraciones de aceites seleccionados. Se registró la mortalidad a las 1, 2, 3, 4, 5, 6, 24, 48 y 72 horas de la liberación del mosquito. Calcule los valores de CL50 para los tiempos de exposición de 24, 48 y 72 horas. Si la tasa de mortalidad del grupo control supera el 20 %, repita la prueba completa. Asimismo, si la tasa de mortalidad del grupo control es superior al 5 %, ajuste los resultados de las muestras tratadas mediante la fórmula de Abbott68.
Se realizaron cromatografía de gases (Agilent 7890A) y espectrometría de masas (Accu TOF GCv, Jeol) para analizar los compuestos constituyentes de los aceites esenciales seleccionados. El cromatógrafo de gases (GC) estaba equipado con un detector FID y una columna capilar (HP5-MS). El gas portador fue helio, con un caudal de 1 ml/min. El programa GC establece para Allium sativum 10:80-1M-8-220-5M-8-270-9M y para Ocimum Sainttum 10:80-3M-8-200-3M-10-275-1M-5-280, para menta 10:80-1M-8-200-5M-8-275-1M-5-280, para eucalipto 20,60-1M-10-200-3M-30-280, y para rojo para mil capas son 10:60-1M-8-220-5M-8-270-3M.
Los compuestos principales de cada EO se identificaron según el porcentaje de área calculado a partir del cromatograma GC y los resultados de la espectrometría de masas (con referencia a la base de datos de estándares NIST 70).
Los dos compuestos principales de cada AE se seleccionaron con base en los resultados de GC-MS y se adquirieron de Sigma-Aldrich con una pureza del 98-99 % para bioensayos posteriores. Se evaluó la eficacia larvicida y en adultos de los compuestos contra Aedes aegypti, como se describió anteriormente. Se analizaron los larvicidas sintéticos más utilizados, el tamefosato (Sigma Aldrich), y el fármaco para adultos malatión (Sigma Aldrich), para comparar su eficacia con compuestos de AE seleccionados, siguiendo el mismo procedimiento.
Se prepararon mezclas binarias de compuestos terpénicos seleccionados y compuestos terpénicos más organofosforados comerciales (tilefos y malatión) mezclando la dosis CL50 de cada compuesto candidato en una proporción 1:1. Las combinaciones preparadas se probaron en estadios larvarios y adultos de Aedes aegypti, como se describió anteriormente. Cada bioensayo se realizó por triplicado para cada combinación y por triplicado para los compuestos individuales presentes en cada una. Se registró la muerte de los insectos objetivo después de 24 horas. Calcule la tasa de mortalidad esperada para una mezcla binaria utilizando la siguiente fórmula.
donde E = tasa de mortalidad esperada de mosquitos Aedes aegypti en respuesta a una combinación binaria, es decir, la conexión (A + B).
El efecto de cada mezcla binaria se clasificó como sinérgico, antagónico o sin efecto según el valor de χ² calculado mediante el método descrito por Pavla52. Calcule el valor de χ² de cada combinación utilizando la siguiente fórmula.
El efecto de una combinación se definió como sinérgico cuando el valor calculado de χ² fue mayor que el valor de la tabla para los grados de libertad correspondientes (intervalo de confianza del 95 %) y si la mortalidad observada superó la mortalidad esperada. De igual manera, si el valor calculado de χ² para cualquier combinación supera el valor de la tabla con algunos grados de libertad, pero la mortalidad observada es menor que la esperada, el tratamiento se considera antagónico. Y si en cualquier combinación el valor calculado de χ² es menor que el valor de la tabla en los grados de libertad correspondientes, se considera que la combinación no tiene efecto.
Se seleccionaron de tres a cuatro combinaciones potencialmente sinérgicas (100 larvas y 50 insectos larvicidas y adultos) para probar contra un gran número de insectos. Los adultos) proceden como se indicó anteriormente. Junto con las mezclas, los compuestos individuales presentes en las mezclas seleccionadas también se probaron en números iguales de larvas y adultos de Aedes aegypti. La proporción de combinación es una parte de dosis LC50 de un compuesto candidato y una parte de dosis LC50 del otro compuesto constituyente. En el bioensayo de actividad de adultos, los compuestos seleccionados se disolvieron en el solvente acetona y se aplicaron a papel de filtro envuelto en un recipiente cilíndrico de plástico de 1300 cm3. La acetona se evaporó durante 10 minutos y los adultos fueron liberados. De manera similar, en el bioensayo larvicida, las dosis de compuestos candidatos LC50 se disolvieron primero en volúmenes iguales de DMSO y luego se mezclaron con 1 litro de agua almacenada en recipientes de plástico de 1300 cc, y las larvas fueron liberadas.
Se realizó un análisis probabilístico de 71 datos de mortalidad registrados utilizando el software SPSS (versión 16) y Minitab para calcular los valores de LC50.
Hora de publicación: 01-jul-2024