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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) por su eficacia larvicida y contra adultos, y se identificaron dos compuestos principales en cada AE según los resultados de GC-MS. Se adquirieron los principales compuestos identificados: 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 para adultos Malatión se probaron por separado y en combinaciones binarias con terpenoides. Los resultados mostraron que la combinación de temefos y disulfuro de dialilo, y malatión y eudesmol fue la más eficaz. Estas potentes combinaciones tienen potencial para su uso contra Aedes aegypti.
Los aceites esenciales de plantas (AE) son metabolitos secundarios que contienen diversos compuestos bioactivos y están adquiriendo cada vez más 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 medicamentos1. Mediante la tecnología GC-MS, los investigadores examinaron los componentes de varios aceites esenciales de plantas e identificaron más de 3000 compuestos de 17 500 plantas aromáticas2, la mayoría de los cuales se probaron para determinar sus propiedades insecticidas y se informó que tenían 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. Pero el uso de compuestos individuales puede nuevamente dejar margen para el desarrollo de resistencia, como sucede con los insecticidas químicos5,6. Por lo tanto, el enfoque actual está en preparar 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 aceites esenciales y sus componentes. La actividad mosquitocida de los aceites esenciales ha sido ampliamente estudiada en mosquitos Culex y Anopheles. Varios estudios han intentado desarrollar pesticidas eficaces combinando diversas plantas con pesticidas sintéticos de uso comercial para aumentar la toxicidad general y minimizar los efectos secundarios9. Pero los estudios de dichos compuestos contra Aedes aegypti siguen siendo escasos. Los avances en la ciencia médica y el desarrollo de fármacos y vacunas han ayudado a combatir algunas enfermedades transmitidas por vectores. Pero 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 contexto actual, el control del mosquito Aedes aegypti es crucial, ya que es un vector clave de diversos virus y sus serotipos causantes del dengue, el Zika, la fiebre hemorrágica del dengue, la fiebre amarilla, entre otros. Cabe destacar que el número de casos de casi todas las enfermedades transmitidas por el mosquito Aedes aumenta cada año en Egipto y a nivel mundial. Por lo tanto, en este contexto, existe una necesidad urgente de desarrollar medidas de control eficaces y respetuosas con el medio ambiente para las poblaciones de Aedes aegypti. Los aceites esenciales (AE), sus compuestos constituyentes y sus combinaciones son candidatos potenciales en este sentido. Por consiguiente, este estudio buscó identificar combinaciones sinérgicas eficaces de compuestos esenciales clave de cinco plantas con propiedades insecticidas (menta, albahaca sagrada, eucalipto manchado, Allium sulfur y melaleuca) contra el Aedes aegypti.
Todos los aceites esenciales seleccionados demostraron una actividad larvicida potencial contra Aedes aegypti con valores de CL50 a las 24 horas que oscilaron entre 0,42 y 163,65 ppm. La mayor actividad larvicida se registró para el aceite esencial de menta (Mp) con un valor de CL50 de 0,42 ppm a las 24 h, seguido del ajo (As) con un valor de CL50 de 16,19 ppm a las 24 h (Tabla 1).
Con excepción de Ocimum Sainttum, Os EO, los otros cuatro EO analizados mostraron efectos alercidas evidentes, con valores de LC50 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 para matar adultos con un valor de LC50 de 23,37 ppm dentro de las 24 horas de exposición, seguido de Eucalyptus maculata (Em) que tuvo un valor de LC50 de 101,91 ppm (Tabla 1). Por otro lado, el valor de LC50 para Os aún no se ha determinado, ya que la tasa de mortalidad más alta del 53% se registró en la dosis más alta (Figura suplementaria 3).
Los dos compuestos constituyentes principales en cada EO se identificaron y seleccionaron en función de los resultados de la base de datos de la biblioteca NIST, el porcentaje del área del cromatograma GC y los resultados de los espectros MS (Tabla 2). Para EO As, los compuestos principales identificados fueron disulfuro de dialilo y trisulfuro de dialilo; para EO Mp, los compuestos principales identificados fueron carvona y limoneno, para EO Em, los compuestos principales identificados fueron eudesmol y eucaliptol; para EO Os, los compuestos principales identificados fueron eugenol y metil eugenol, y para EO Cl, los compuestos principales 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).
Se identificaron un total de nueve compuestos (disulfuro de dialilo, trisulfuro de dialilo, eugenol, metil eugenol, carvona, limoneno, eucaliptol, eudesmol, α-pineno) como compuestos efectivos que son los componentes principales del EO y se bioensayaron individualmente contra Aedes aegypti en etapas larvarias. El compuesto eudesmol tuvo la mayor actividad larvicida con un valor de LC50 de 2,25 ppm después de 24 horas de exposición. Los compuestos disulfuro de dialilo y trisulfuro de dialilo también han encontrado que tienen potenciales efectos larvicidas, 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 encontró un potencial larvicida significativo del metil eugenol y la carvona incluso en las dosis más altas, por lo que no se calcularon los valores de LC50 (Tabla 3). El larvicida sintético Temefos tuvo una concentración letal media de 0,43 ppm contra Aedes aegypti durante 24 horas de exposición (Tabla 3, Tabla suplementaria 6).
Se identificaron siete compuestos (disulfuro de dialilo, trisulfuro de dialilo, eucaliptol, α-pineno, eudesmol, limoneno y carvona) como los principales compuestos de EO efectivos y se probaron individualmente contra mosquitos Aedes adultos egipcios. Según el análisis de regresión Probit, se encontró que el eudesmol tenía el mayor potencial con un valor de LC50 de 1,82 ppm, seguido del 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 valores de LC50 que oscilaron entre 140,79 y 737,01 ppm (Tabla 3). El organofosforado sintético malatión 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 compuestos principales potentes y el organofosforado tamefosato para formular combinaciones binarias de sus dosis LC50 en una proporción 1:1. Se prepararon un total de 28 combinaciones binarias y se evaluó su eficacia larvicida contra Aedes aegypti. Se encontró que nueve combinaciones eran sinérgicas, 14 eran antagónicas y cinco no eran larvicidas. Entre las combinaciones sinérgicas, la 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 timetfos mostraron un buen potencial con una mortalidad larvaria observada del 98,3% (Tabla 5). Las cuatro combinaciones restantes, a saber, eudesmol más eucaliptol, eudesmol más limoneno, eucaliptol más alfa-pineno y 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. Asimismo, se ha observado que las mezclas de temefos con eugenol, eucalipto, eudesmol o trisulfuro de dialilo tienen efectos antagónicos. De igual modo, la combinación de disulfuro de dialilo y trisulfuro de dialilo, así como la combinación de cualquiera de estos compuestos con eudesmol o eugenol, son antagónicas en su acción larvicida. También se ha informado de antagonismo con la combinación de eudesmol con eugenol o α-pineno.
De las 28 mezclas binarias analizadas para determinar su actividad ácida en adultos, 7 combinaciones fueron sinérgicas, 6 no tuvieron efecto y 15 fueron antagónicas. Las mezclas de eudesmol con eucalipto y limoneno con carvona resultaron ser más efectivas que otras combinaciones sinérgicas, con tasas de mortalidad a las 24 horas del 76 % y 100 %, respectivamente (Tabla 5). Se observó que el malatión presentaba un efecto sinérgico con todas las combinaciones de compuestos, excepto con el limoneno y el trisulfuro de dialilo. Por otro lado, se encontró 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 manera 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. Para las seis combinaciones restantes, no hubo diferencias significativas entre la mortalidad esperada y la observada (Tabla 5).
Basándose en efectos sinérgicos y dosis subletales, se seleccionó y probó su toxicidad larvicida contra un gran número de mosquitos Aedes aegypti. Los resultados mostraron que la mortalidad larvaria observada con las combinaciones binarias eugenol-limoneno, disulfuro de dialilo-limoneno y disulfuro de dialilo-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 sinérgicas de terpenos, a saber, carvona más limoneno y eucaliptol más eudesmol. En segundo lugar, se seleccionó la mejor combinación sinérgica de la combinación del organofosforado sintético malatión y terpenoides. Creemos que la combinación de malatión y eudesmol es la mejor para probar en grandes colonias de insectos debido a la mayor mortalidad observada y los valores de LC50 muy bajos 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, el eudesmol tiene el valor más bajo (2,25 ppm). Los valores de LC50 calculados para 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 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, los aceites esenciales de plantas seleccionados, como Mp, As, Os, Em y Cl, mostraron efectos letales prometedores en las etapas larvarias y adultas de Aedes aegypti. El aceite esencial de Mp tuvo la mayor actividad larvicida con un valor de LC50 de 0,42 ppm, seguido de los aceites esenciales de As, Os y Em con un valor de LC50 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 de Cl es menor que la de otros aceites esenciales, con un valor de LC50 de 163,65 ppm después de 24 horas, su potencial en adultos es el más alto con un valor de LC50 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 más bajos que su eficacia larvicida. Por otro lado, los EO Os demostraron 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 tasa de penetración de los EO en el cuerpo del insecto, su interacción con enzimas objetivo específicas y la capacidad de desintoxicación del mosquito en cada etapa de desarrollo16. Un gran número 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. Según los resultados de GC-MS, el disulfuro de dialilo y el trisulfuro de dialilo se identificaron como los principales compuestos de EO As, lo cual es consistente con informes anteriores19,20,21. Aunque informes anteriores indicaron que el mentol era uno de sus principales compuestos, la carvona y el limoneno se identificaron nuevamente como los principales compuestos de Mp EO22,23. El perfil de composición de Os EO mostró que el eugenol y el metil eugenol son los principales compuestos, lo cual es similar a los hallazgos de investigadores anteriores16,24. Se ha informado que el eucaliptol y el eucaliptol son 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 del cineol y el α-pineno se observó en el aceite esencial de melaleuca, lo cual es similar a estudios anteriores28,29. Se han reportado diferencias intraespecíficas en la composición y concentración de aceites esenciales extraídos de la misma especie vegetal en diferentes lugares y también se observaron en este estudio, que están influenciadas por las condiciones geográficas de crecimiento de la planta, el momento de la cosecha, la etapa de desarrollo o la edad de la planta. aparición de quimiotipos, etc.22,30,31,32. Los compuestos clave identificados luego se compraron y probaron para sus efectos larvicidas y efectos en mosquitos adultos Aedes aegypti. Los resultados mostraron que la actividad larvicida del disulfuro de dialilo fue comparable a la de los EO As crudos. Pero la actividad del trisulfuro de dialilo es mayor que la de los EO As. Estos resultados son similares a los obtenidos por Kimbaris et al. 33 en Culex philippines. Sin embargo, estos dos compuestos no mostraron buena actividad autocida contra los mosquitos objetivo, lo que es consistente con los resultados de Plata-Rueda et al. 34 en Tenebrio molitor. El Os EO es eficaz contra la fase larvaria de Aedes aegypti, pero no contra la fase adulta. Se ha establecido que la actividad larvicida de los principales compuestos individuales es menor que la del Os EO crudo. Esto implica un papel para otros compuestos y sus interacciones en el óxido de etileno crudo. El metil eugenol por sí solo tiene una actividad insignificante, mientras que el eugenol por sí solo tiene una actividad larvicida moderada. Esta conclusión confirma, por un lado,35,36 y, por otro lado, contradice las conclusiones de investigaciones anteriores37,38. Las diferencias en los grupos funcionales del eugenol y el metil eugenol 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 enlaces dobles en posiciones intracíclicas y 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 del limoneno y la carvona son mucho menores que el total de EO Mp (Tabla 1, Tabla 3). Entre los terpenoides probados, se encontró que el eudesmol tenía la mayor actividad larvicida y en adultos con un valor de LC50 inferior a 2,5 ppm, lo que lo convierte en un compuesto prometedor para el control de mosquitos Aedes. Su desempeño 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 del EO Cl completo. Otro monoterpeno bicíclico, el α-pineno, tiene menos efecto adulto sobre Aedes aegypti que efecto larvicida, lo cual es 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 de superficie, 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 mayor actividad larvicida con un valor de LC50 de 0,43 ppm, lo cual es consistente con los datos de Lek -Utala48. Se ha informado que la actividad del organofosforado sintético malatión en adultos se produce a una concentración de 5,44 ppm. Si bien estos dos organofosforados han mostrado resultados favorables contra cepas de laboratorio de Aedes aegypti, se ha reportado resistencia de los mosquitos a estos compuestos en diferentes partes del mundo.49 Sin embargo, no se han encontrado informes similares sobre el desarrollo de resistencia a los medicamentos a base de hierbas.50 Por lo tanto, los productos botánicos se consideran alternativas potenciales a los plaguicidas 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. Sin efecto. Por otro lado, en el bioensayo de potencia adulta, se encontró que 7 combinaciones eran sinérgicas, 15 combinaciones eran antagónicas y 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. Se encontró que la combinación de limoneno con disulfuro de dialilo, eucalipto o eugenol era sinérgica tanto en aplicaciones a pequeña como a gran escala (Tabla 6), mientras que su combinación con eucalipto o α-pineno se encontró que tenía 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 informado 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 metabólicas55. 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, el eucaliptol, el eugenol, etc., pueden tener el mismo mecanismo de acción que su actividad neurotóxica, 57 se minimizan sus efectos combinados mediante la inhibición mutua. Asimismo, se observó que la combinación de Temephos con disulfuro de dialilo, α-pineno y limoneno tenía un efecto sinérgico, lo que respalda informes previos sobre un efecto sinérgico entre productos herbales y organofosforados sintéticos.58
Se encontró que la combinación de eudesmol y eucaliptol tiene un efecto sinérgico en las etapas larvarias y adultas de Aedes aegypti, posiblemente debido a sus diferentes modos de acción debido a sus diferentes estructuras químicas. Eudesmol (un sesquiterpeno) puede afectar el sistema respiratorio 59 y eucaliptol (un monoterpeno) puede afectar la acetilcolinesterasa 60 . La coexposición de los ingredientes a dos o más sitios objetivo puede mejorar 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 alercidas sinérgicos para toda la cartera de compuestos terpénicos, con la excepción del trisulfuro de alilo. Thangam y Kathiresan61 también informaron resultados similares sobre el efecto sinérgico del malatión con extractos de hierbas. 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 modifique el comportamiento del otro 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 los 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, disulfuro de dialilo y trisulfuro de dialilo, mostraron efectos antagónicos, posiblemente debido a la competencia por el mismo sitio diana. Asimismo, 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. Basándonos en la estructura química, la combinación de estos compuestos debería aumentar la actividad letal general ya que sus sitios diana suelen ser diferentes34,47, pero experimentalmente encontramos antagonismo, que puede deberse al papel de estos compuestos en algunos organismos desconocidos in vivo. sistemas como resultado de la interacción. De manera similar, la combinación de cineol y α-pineno produjo respuestas antagónicas, aunque investigadores informaron previamente que los dos compuestos tienen diferentes dianas de acción47,60. Dado que ambos compuestos son monoterpenos cíclicos, puede haber algunos sitios diana comunes que pueden competir por la unión e influir en la toxicidad general de los pares combinatorios estudiados.
Con base en los valores de LC50 y la mortalidad observada, se seleccionaron las dos mejores combinaciones sinérgicas de terpenos: carvona + limoneno y eucaliptol + eudesmol, así como el organofosforado sintético malatión con terpenos. La combinación sinérgica óptima de malatión + eudesmol se probó en un bioensayo insecticida para adultos. Se utilizaron grandes colonias de insectos para confirmar si estas combinaciones efectivas podían actuar 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 para una combinación larvicida sinérgica óptima probada contra grandes poblaciones de larvas de Aedes aegypti. Por lo tanto, se puede afirmar que la combinación sinérgica larvicida y adulticida efectiva de compuestos de aceites esenciales vegetales es una fuerte candidata frente a los productos químicos sintéticos existentes y puede utilizarse para controlar las poblaciones de Aedes aegypti. Asimismo, se pueden utilizar combinaciones eficaces de larvicidas o adulticidas sintéticos con terpenos para reducir las dosis de timetos o malatión administradas a los mosquitos. Estas potentes combinaciones sinérgicas podrían ofrecer soluciones para futuros estudios sobre la evolución de la resistencia a los fármacos en los mosquitos Aedes.
Los huevos de Aedes aegypti se recolectaron del Centro Regional de Investigación Médica, Dibrugarh, Consejo Indio de Investigación Médica y se mantuvieron bajo temperatura controlada (28 ± 1 °C) y humedad (85 ± 5%) en el Departamento de Zoología, Universidad de Gauhati bajo las siguientes condiciones: Arivoli fueron descritos et al. Después de la eclosión, las larvas fueron alimentadas con alimento para larvas (polvo de galletas para perros y levadura en una proporción de 3:1) y los adultos fueron alimentados con una solución de glucosa al 10%. A partir del tercer día después de la emergencia, se permitió a las mosquitas adultas chupar la sangre de ratas albinas. Remoje papel de filtro en agua en un vaso y colóquelo en la jaula de puesta de huevos.
Se seleccionaron muestras de plantas, a saber: hojas de eucalipto (Myrtaceae), albahaca sagrada (Lamiaceae), menta (Lamiaceae), melaleuca (Myrtaceae) y bulbos de allium (Amaryllidaceae). Las muestras se recolectaron en Guwahati y fueron identificadas por el Departamento de Botánica de la Universidad de Gauhati. Las muestras recolectadas (500 g) se sometieron a hidrodestilación con un aparato Clevenger durante 6 horas. El aceite esencial extraído se recolectó en viales de vidrio limpios y se almacenó a 4 °C para su posterior estudio.
Se estudió la toxicidad larvicida utilizando procedimientos estándar de la Organización Mundial de la Salud ligeramente modificados 67. Se utilizó 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 a 6 horas (a intervalos de 1 hora), y a las 24, 48 y 72 horas después del tratamiento. Las concentraciones subletales (LC50) 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 muere más del 10% de las larvas del grupo control, se repite el experimento. Si la tasa de mortalidad en el grupo control está entre el 5 y el 10%, utilice 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 usando acetona como solvente. Cada EO se probó inicialmente contra mosquitos adultos de Aedes aegypti en concentraciones de 100 y 1000 ppm. Aplique 2 ml de cada solución preparada a un trozo de papel de filtro Whatman número 1 (tamaño 12 x 15 cm2) y deje que la acetona se evapore durante 10 minutos. El papel de filtro tratado solo con 2 ml de acetona se usó como control. Después de que la acetona se haya evaporado, el papel de filtro tratado y el papel de filtro de control se colocaron en un tubo cilíndrico (10 cm de profundidad). Diez mosquitos de 3 a 4 días de edad que no se alimentaban de sangre se transfirieron por triplicado a 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 después de la liberación de los mosquitos. Calcule los valores de CL50 para 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 en el grupo control es superior al 5%, ajuste los resultados para las muestras tratadas utilizando la fórmula de Abbott68.
Se realizó 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 estaba equipado con un detector FID y una columna capilar (HP5-MS). El gas portador fue helio, con un flujo de 1 ml/min. El programa GC establece Allium sativum en 10:80-1M-8-220-5M-8-270-9M y Ocimum Sainttum en 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 ellos 10: 60-1M-8-220-5M-8-270-3M.
Los principales compuestos de cada aceite esencial se identificaron en función del porcentaje de área calculado a partir del cromatograma de 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 aceite esencial se seleccionaron según los resultados de cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS) y se adquirieron de Sigma-Aldrich con una pureza del 98-99% para realizar bioensayos adicionales. Se evaluó la eficacia larvicida y contra adultos de estos compuestos frente a Aedes aegypti, tal como se describió anteriormente. Se analizaron los larvicidas sintéticos más utilizados, tamefosato (Sigma-Aldrich) y malatión (Sigma-Aldrich), para comparar su eficacia con la de los compuestos seleccionados de los aceites esenciales, siguiendo el mismo procedimiento.
Se prepararon mezclas binarias de compuestos terpénicos seleccionados y compuestos terpénicos más organofosforados comerciales (tilefos y malatión) mezclando la dosis LC50 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 combinación. La muerte de los insectos objetivo se registró 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 los mosquitos Aedes aegypti en respuesta a una combinación binaria, es decir, conexión (A + B).
El efecto de cada mezcla binaria se etiquetó como sinérgico, antagónico o sin efecto según el valor χ2 calculado mediante el método descrito por Pavla52. Calcule el valor χ2 para cada combinación utilizando la siguiente fórmula.
El efecto de una combinación se definió como sinérgico cuando el valor χ² calculado 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 manera similar, si el valor χ² calculado 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 χ² calculado es menor que el valor de la tabla en los grados de libertad correspondientes, la combinación se considera sin efecto.
Se seleccionaron tres o cuatro combinaciones potencialmente sinérgicas (100 larvas y 50 actividad larvicida y de insectos 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 cantidades iguales de larvas y adultos de Aedes aegypti. La proporción de la combinación es una parte de la dosis LC50 de un compuesto candidato y una parte de la 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 se liberaron los adultos. De manera similar, en el bioensayo larvicida, las dosis de los 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 se liberaron las larvas.
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.
Fecha de publicación: 1 de julio de 2024