En un proyecto anterior que probó plantas locales de procesamiento de alimentos para mosquitos en Tailandia, se descubrió que los aceites esenciales (AE) de Cyperus rotundus, galanga y canela tenían una buena actividad antimosquitos contra el Aedes aegypti. En un intento por reducir el uso de los tradicionalesinsecticidasy mejorar el control de las poblaciones de mosquitos resistentes, este estudio tuvo como objetivo identificar la posible sinergia entre los efectos adulticidas del óxido de etileno y la toxicidad de la permetrina para los mosquitos Aedes. aegypti, incluidas las cepas sensibles y resistentes a los piretroides.
Evaluar la composición química y la actividad letal del AE extraído de rizomas de C. rotundus y A. galanga y corteza de C. verum contra la cepa susceptible Muang Chiang Mai (MCM-S) y la cepa resistente Pang Mai Dang (PMD-R). ). ) Adulto activo Ae. Aedes aegypti. También se realizó un bioensayo en adultos de la mezcla de OE y permetrina en estos mosquitos Aedes para comprender su actividad sinérgica. cepas aegypti.
La caracterización química mediante el método analítico GC-MS mostró que se identificaron 48 compuestos a partir de los AE de C. rotundus, A. galanga y C. verum, que representan el 80,22 %, 86,75 % y 97,24 % del total de componentes, respectivamente. El cipereno (14,04%), el β-bisaboleno (18,27%) y el cinamaldehído (64,66%) son los componentes principales del aceite de cíperus, el aceite de galanga y el aceite balsámico, respectivamente. En ensayos biológicos de matanza de adultos, los EV de C. rotundus, A. galanga y C. verum fueron eficaces para matar Ae. aegypti, MCM-S y PMD-R LD50 fueron 10,05 y 9,57 μg/mg en mujeres, 7,97 y 7,94 μg/mg en mujeres y 3,30 y 3,22 μg/mg en mujeres, respectivamente. Eficiencia de MCM-S y PMD-R Ae en la matanza de adultos. aegypti en estos AE estaba cerca del butóxido de piperonilo (valores de PBO, LD50 = 6,30 y 4,79 μg/mg en mujeres, respectivamente), pero no tan pronunciado como la permetrina (valores de LD50 = 0,44 y 3,70 ng/mg en mujeres, respectivamente). Sin embargo, los bioensayos combinados encontraron sinergia entre el AE y la permetrina. Significativa sinergia con permetrina contra dos cepas de mosquitos Aedes. Se observó Aedes aegypti en los EM de C. rotundus y A. galanga. La adición de aceites de C. rotundus y A. galanga redujo significativamente los valores LD50 de permetrina en MCM-S de 0,44 a 0,07 ng/mg y 0,11 ng/mg en mujeres, respectivamente, con valores de índice de sinergia (SR). de 6,28 y 4,00 respectivamente. Además, los AE de C. rotundus y A. galanga también redujeron significativamente los valores LD50 de permetrina en PMD-R de 3,70 a 0,42 ng/mg y 0,003 ng/mg en mujeres, respectivamente, con valores SR de 8,81 y 1233,33, respectivamente. .
Efecto sinérgico de una combinación de AE y permetrina para mejorar la toxicidad en adultos contra dos cepas de mosquitos Aedes. Aedes aegypti demuestra un papel prometedor para el óxido de etileno como sinérgico para mejorar la eficacia antimosquitos, especialmente cuando los compuestos tradicionales son ineficaces o inapropiados.
El mosquito Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) es el principal vector del dengue y otras enfermedades virales infecciosas como la fiebre amarilla, el chikungunya y el virus Zika, lo que representa una amenaza enorme y persistente para los humanos[1, 2]. . El virus del dengue es la fiebre hemorrágica patógena más grave que afecta a los seres humanos, se estima que se producen entre 5 y 100 millones de casos anualmente y más de 2.500 millones de personas en todo el mundo están en riesgo [3]. Los brotes de esta enfermedad infecciosa suponen una enorme carga para las poblaciones, los sistemas de salud y las economías de la mayoría de los países tropicales [1]. Según el Ministerio de Salud tailandés, en 2015 se notificaron 142.925 casos de dengue y 141 muertes en todo el país, más del triple del número de casos y muertes en 2014 [4]. A pesar de la evidencia histórica, el mosquito Aedes ha erradicado o reducido en gran medida el dengue. Tras el control del Aedes aegypti [5], las tasas de infección aumentaron dramáticamente y la enfermedad se extendió por todo el mundo, debido en parte a décadas de calentamiento global. Eliminación y control de Ae. El Aedes aegypti es relativamente difícil porque es un mosquito vector doméstico que se aparea, se alimenta, descansa y pone huevos dentro y alrededor de viviendas humanas durante el día. Además, este mosquito tiene la capacidad de adaptarse a cambios ambientales o perturbaciones provocadas por eventos naturales (como la sequía) o medidas de control humano, y puede volver a sus números originales [6, 7]. Debido a que las vacunas contra el dengue se han aprobado recientemente y no existe un tratamiento específico para el dengue, prevenir y reducir el riesgo de transmisión del dengue depende completamente del control de los mosquitos vectores y de la eliminación del contacto humano con los vectores.
En particular, el uso de productos químicos para el control de mosquitos juega ahora un papel importante en la salud pública como componente importante del manejo integral e integrado de vectores. Los métodos químicos más populares incluyen el uso de insecticidas poco tóxicos que actúan contra las larvas de mosquitos (larvicidas) y los mosquitos adultos (adidocidas). Se considera importante el control de las larvas mediante la reducción de fuentes y el uso regular de larvicidas químicos como organofosforados y reguladores del crecimiento de insectos. Sin embargo, los impactos ambientales adversos asociados con los pesticidas sintéticos y su mantenimiento complejo y que requiere mucha mano de obra siguen siendo una preocupación importante [8, 9]. El control activo de vectores tradicional, como el control de adultos, sigue siendo el medio de control más eficaz durante los brotes virales porque puede erradicar los vectores de enfermedades infecciosas rápidamente y a gran escala, así como reducir la vida útil y la longevidad de las poblaciones de vectores locales [3]. , 10]. Cuatro clases de insecticidas químicos: organoclorados (denominados únicamente DDT), organofosforados, carbamatos y piretroides forman la base de los programas de control de vectores, siendo los piretroides considerados la clase más exitosa. Son muy eficaces contra varios artrópodos y tienen baja eficacia. Toxicidad para los mamíferos. Actualmente, los piretroides sintéticos constituyen la mayoría de los pesticidas comerciales y representan aproximadamente el 25% del mercado mundial de pesticidas [11, 12]. La permetrina y la deltametrina son insecticidas piretroides de amplio espectro que se han utilizado en todo el mundo durante décadas para controlar una variedad de plagas de importancia agrícola y médica [13, 14]. En la década de 1950, el DDT fue seleccionado como el producto químico elegido para el programa nacional de control de mosquitos de salud pública de Tailandia. Tras el uso generalizado de DDT en zonas endémicas de malaria, Tailandia eliminó gradualmente su uso entre 1995 y 2000 y lo reemplazó por dos piretroides: permetrina y deltametrina [15, 16]. Estos insecticidas piretroides se introdujeron a principios de la década de 1990 para controlar la malaria y el dengue, principalmente mediante tratamientos con mosquiteros y el uso de nieblas térmicas y aerosoles de toxicidad ultrabaja [14, 17]. Sin embargo, han perdido efectividad debido a la fuerte resistencia de los mosquitos y la falta de cumplimiento público debido a las preocupaciones sobre la salud pública y el impacto ambiental de los químicos sintéticos. Esto plantea importantes desafíos para el éxito de los programas de control de vectores de amenazas [14, 18, 19]. Para que la estrategia sea más eficaz, se necesitan contramedidas oportunas y apropiadas. Los procedimientos de gestión recomendados incluyen la sustitución de sustancias naturales, la rotación de productos químicos de diferentes clases, la adición de sinergistas y la mezcla de productos químicos o la aplicación simultánea de productos químicos de diferentes clases [14, 20, 21]. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de encontrar y desarrollar una alternativa y sinérgica ecológica, conveniente y eficaz, y este estudio tiene como objetivo abordar esta necesidad.
Los insecticidas de origen natural, especialmente aquellos basados en componentes vegetales, han demostrado potencial en la evaluación de alternativas actuales y futuras de control de mosquitos [22, 23, 24]. Varios estudios han demostrado que es posible controlar importantes mosquitos vectores mediante el uso de productos vegetales, especialmente aceites esenciales (AE), como asesinos de adultos. Se han encontrado propiedades adulticidas contra algunas especies importantes de mosquitos en muchos aceites vegetales como el apio, comino, zedoaria, anís, pimienta de pipa, tomillo, Schinus terebinthifolia, Cymbopogon citratus, Cymbopogon schoenanthus, Cymbopogon giganteus, Chenopodium ambrosioides, Cochlospermum planchonii, Eucalyptus ter eticornis. . , Eucalyptus citriodora, Cananga odorata y Petroselinum Criscum [25,26,27,28,29,30]. El óxido de etileno ahora se utiliza no sólo solo, sino también en combinación con sustancias vegetales extraídas o pesticidas sintéticos existentes, lo que produce diversos grados de toxicidad. Las combinaciones de insecticidas tradicionales como organofosforados, carbamatos y piretroides con óxido de etileno/extractos de plantas actúan de forma sinérgica o antagónica en sus efectos tóxicos y han demostrado ser eficaces contra vectores de enfermedades y plagas [31,32,33,34,35]. Sin embargo, la mayoría de los estudios sobre los efectos tóxicos sinérgicos de combinaciones de fitoquímicos con o sin productos químicos sintéticos se han realizado en insectos vectores y plagas agrícolas y no en mosquitos de importancia médica. Además, la mayor parte del trabajo sobre los efectos sinérgicos de las combinaciones de insecticidas sintéticos y vegetales contra los mosquitos vectores se ha centrado en el efecto larvicida.
En un estudio anterior realizado por los autores como parte de un proyecto de investigación en curso que analiza intimicidas de plantas alimenticias autóctonas en Tailandia, se descubrió que los óxidos de etileno de Cyperus rotundus, galanga y canela tienen actividad potencial contra Aedes adultos. Egipto [36]. Por tanto, este estudio tuvo como objetivo evaluar la eficacia de los AE aislados de estas plantas medicinales contra los mosquitos Aedes. aegypti, incluidas las cepas sensibles y resistentes a los piretroides. También se ha analizado el efecto sinérgico de mezclas binarias de óxido de etileno y piretroides sintéticos con buena eficacia en adultos para reducir el uso de insecticidas tradicionales y aumentar la resistencia a los mosquitos vectores, especialmente contra el Aedes. Aedes aegypti. Este artículo informa la caracterización química de aceites esenciales eficaces y su potencial para mejorar la toxicidad de la permetrina sintética contra los mosquitos Aedes. aegypti en cepas sensibles a piretroides (MCM-S) y cepas resistentes (PMD-R).
Los rizomas de C. rotundus y A. galanga y la corteza de C. verum (Fig. 1) utilizados para la extracción de aceites esenciales se compraron a proveedores de hierbas medicinales en la provincia de Chiang Mai, Tailandia. La identificación científica de estas plantas se logró mediante consultas con el Sr. James Franklin Maxwell, botánico del herbario, Departamento de Biología, Facultad de Ciencias, Universidad de Chiang Mai (CMU), provincia de Chiang Mai, Tailandia, y el científico Wannari Charoensap; En el Departamento de Farmacia de la Facultad de Farmacia de la Universidad Carnegie Mellon, las muestras de cada planta se almacenan en el Departamento de Parasitología de la Facultad de Medicina de la Universidad Carnegie Mellon para uso futuro.
Las muestras de plantas se secaron a la sombra individualmente durante 3 a 5 días en un espacio abierto con ventilación activa y una temperatura ambiente de aproximadamente 30 ± 5 °C para eliminar el contenido de humedad antes de la extracción de los aceites esenciales naturales (AE). Se molió mecánicamente un total de 250 g de cada material vegetal seco hasta obtener un polvo grueso y se utilizó para aislar aceites esenciales (AE) mediante destilación al vapor. El aparato de destilación consistía en una manta calefactora eléctrica, un matraz de fondo redondo de 3000 ml, una columna de extracción, un condensador y un dispositivo Cool ace (Eyela Cool Ace CA-1112 CE, Tokyo Rikakikai Co. Ltd., Tokio, Japón). . Agregue 1600 ml de agua destilada y 10-15 perlas de vidrio al matraz y luego caliéntelo a aproximadamente 100 °C usando un calentador eléctrico durante al menos 3 horas hasta que se complete la destilación y no se produzca más EO. La capa de EO se separó de la fase acuosa usando un embudo de decantación, se secó sobre sulfato de sodio anhidro (Na2SO4) y se almacenó en una botella marrón sellada a 4°C hasta que se examinaron la composición química y la actividad de los adultos.
La composición química de los aceites esenciales se llevó a cabo simultáneamente con el bioensayo de la sustancia adulta. El análisis cualitativo se realizó utilizando un sistema GC-MS que consta de un cromatógrafo de gases Hewlett-Packard (Wilmington, CA, EE. UU.) 7890A equipado con un detector selectivo de masas de un solo cuadrupolo (Agilent Technologies, Wilmington, CA, EE. UU.) y un MSD 5975C (EI ). (Tecnologías Agilent).
Columna cromatográfica – DB-5MS (30 m × ID 0,25 mm × espesor de película 0,25 µm). El tiempo total de ejecución de GC-MS fue de 20 minutos. Las condiciones de análisis son que las temperaturas del inyector y de la línea de transferencia sean 250 y 280 °C, respectivamente; la temperatura del horno se ajusta para aumentar de 50°C a 250°C a una velocidad de 10°C/min, el gas portador es helio; caudal 1,0 ml/min; el volumen de inyección es 0,2 µL (1/10 % en volumen en CH2Cl2, relación de división 100:1); Para la detección por GC-MS se utiliza un sistema de ionización de electrones con una energía de ionización de 70 eV. El rango de adquisición es de 50 a 550 unidades de masa atómica (uma) y la velocidad de escaneo es de 2,91 escaneos por segundo. Los porcentajes relativos de componentes se expresan como porcentajes normalizados por el área del pico. La identificación de los ingredientes del AE se basa en su índice de retención (RI). El RI se calculó utilizando la ecuación de Van den Dool y Kratz [37] para la serie de n-alcanos (C8-C40) y se comparó con índices de retención de la literatura [38] y bases de datos de bibliotecas (NIST 2008 y Wiley 8NO8). La identidad de los compuestos mostrados, como su estructura y fórmula molecular, se confirmó mediante comparación con muestras auténticas disponibles.
Los estándares analíticos para permetrina sintética y butóxido de piperonilo (PBO, control positivo en estudios de sinergia) se adquirieron de Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, EE. UU.). Los kits de pruebas para adultos de la Organización Mundial de la Salud (OMS) y las dosis de diagnóstico de papel impregnado con permetrina (0,75%) se compraron comercialmente en el Centro de Control de Vectores de la OMS en Penang, Malasia. Todos los demás productos químicos y reactivos utilizados fueron de calidad analítica y se compraron en instituciones locales de la provincia de Chiang Mai, Tailandia.
Los mosquitos utilizados como organismos de prueba en el bioensayo de adultos eran mosquitos Aedes de laboratorio que se apareaban libremente. aegypti, incluida la cepa susceptible Muang Chiang Mai (MCM-S) y la cepa resistente Pang Mai Dang (PMD-R). La cepa MCM-S se obtuvo de muestras locales recolectadas en el área de Muang Chiang Mai, provincia de Chiang Mai, Tailandia, y se ha mantenido en la sala de entomología del Departamento de Parasitología de la Facultad de Medicina de CMU, desde 1995 [39]. La cepa PMD-R, que resultó resistente a la permetrina, se aisló de mosquitos de campo recolectados originalmente en Ban Pang Mai Dang, distrito de Mae Tang, provincia de Chiang Mai, Tailandia, y se ha mantenido en el mismo instituto desde 1997 [40 ]. Las cepas PMD-R se cultivaron bajo presión selectiva para mantener los niveles de resistencia mediante exposición intermitente a permetrina al 0,75% utilizando el kit de detección de la OMS con algunas modificaciones [41]. Cada cepa de Ae. Aedes aegypti fue colonizado individualmente en un laboratorio libre de patógenos a 25 ± 2 °C y 80 ± 10% de humedad relativa y un fotoperiodo de luz/oscuridad de 14:10 h. Se mantuvieron aproximadamente 200 larvas en bandejas de plástico (33 cm de largo, 28 cm de ancho y 9 cm de alto) llenas con agua del grifo a una densidad de 150 a 200 larvas por bandeja y se alimentaron dos veces al día con galletas para perros esterilizadas. Los gusanos adultos se mantuvieron en jaulas húmedas y se alimentaron continuamente con una solución acuosa de sacarosa al 10% y una solución de jarabe multivitamínico al 10%. Los mosquitos hembra chupan sangre con regularidad para poner huevos. Las hembras de dos a cinco días de edad que no hayan sido alimentadas con sangre se pueden utilizar de forma continua en ensayos biológicos experimentales en adultos.
Se realizó un bioensayo de dosis-mortalidad-respuesta de EO en mosquitos Aedes hembras adultas. aegypti, MCM-S y PMD-R utilizando un método tópico modificado según el protocolo estándar de la OMS para pruebas de susceptibilidad [42]. El EO de cada planta se diluyó en serie con un disolvente adecuado (por ejemplo, etanol o acetona) para obtener una serie graduada de 4 a 6 concentraciones. Después de la anestesia con dióxido de carbono (CO2), los mosquitos se pesaron individualmente. Luego, los mosquitos anestesiados se mantuvieron inmóviles sobre papel de filtro seco en una placa fría personalizada bajo un estereomicroscopio para evitar la reactivación durante el procedimiento. Para cada tratamiento, se aplicaron 0,1 µl de solución de OE en el pronoto superior de la mujer utilizando un microdispensador portátil Hamilton (700 Series Microliter™, Hamilton Company, Reno, NV, EE. UU.). Se trataron veinticinco hembras con cada concentración, con una mortalidad que osciló entre el 10% y el 95% para al menos 4 concentraciones diferentes. Los mosquitos tratados con disolvente sirvieron como control. Para evitar la contaminación de las muestras de prueba, reemplace el papel de filtro con papel de filtro nuevo para cada EO analizado. Las dosis utilizadas en estos bioensayos se expresan en microgramos de EO por miligramo de peso corporal femenino vivo. La actividad del PBO en adultos también se evaluó de manera similar al AE, utilizándose el PBO como control positivo en experimentos sinérgicos. Los mosquitos tratados en todos los grupos se colocaron en vasos de plástico y se les administró sacarosa al 10% más jarabe multivitamínico al 10%. Todos los bioensayos se realizaron a 25 ± 2 °C y 80 ± 10% de humedad relativa y se repitieron cuatro veces con controles. La mortalidad durante el período de cría de 24 horas se verificó y confirmó mediante la falta de respuesta del mosquito a la estimulación mecánica y luego se registró basándose en el promedio de cuatro réplicas. Los tratamientos experimentales se repitieron cuatro veces para cada muestra de prueba utilizando diferentes lotes de mosquitos. Los resultados se resumieron y se utilizaron para calcular la tasa de mortalidad porcentual, que se utilizó para determinar la dosis letal de 24 horas mediante análisis probit.
El efecto anticida sinérgico del AE y la permetrina se evaluó mediante un procedimiento de ensayo de toxicidad local [42] como se describió anteriormente. Utilice acetona o etanol como disolvente para preparar permetrina en la concentración deseada, así como una mezcla binaria de EO y permetrina (EO-permetrina: permetrina mezclada con EO a una concentración LD25). Se evaluaron kits de prueba (permetrina y EO-permetrina) frente a cepas MCM-S y PMD-R de Ae. Aedes aegypti. A cada uno de los 25 mosquitos hembra se les administraron cuatro dosis de permetrina para probar su eficacia para matar adultos, y cada tratamiento se repitió cuatro veces. Para identificar candidatos sinérgicos de EO, se administraron de 4 a 6 dosis de OE-permetrina a cada uno de los 25 mosquitos hembra, y cada aplicación se repitió cuatro veces. El tratamiento con PBO-permetrina (permetrina mezclada con una concentración LD25 de PBO) también sirvió como control positivo. Las dosis utilizadas en estos bioensayos se expresan en nanogramos de muestra de prueba por miligramo de peso corporal femenino vivo. Se realizaron cuatro evaluaciones experimentales para cada cepa de mosquito en lotes criados individualmente, y los datos de mortalidad se combinaron y analizaron utilizando Probit para determinar una dosis letal en 24 horas.
La tasa de mortalidad se ajustó mediante la fórmula de Abbott [43]. Los datos ajustados se analizaron mediante análisis de regresión Probit utilizando el programa estadístico informático SPSS (versión 19.0). Los valores letales del 25%, 50%, 90%, 95% y 99% (LD25, LD50, LD90, LD95 y LD99, respectivamente) se calcularon utilizando los correspondientes intervalos de confianza del 95% (IC 95%). Las mediciones de significancia y diferencias entre las muestras de prueba se evaluaron mediante la prueba de chi-cuadrado o la prueba U de Mann-Whitney dentro de cada ensayo biológico. Los resultados se consideraron estadísticamente significativos en P< 0,05. El coeficiente de resistencia (RR) se estima al nivel LD50 utilizando la siguiente fórmula [12]:
RR > 1 indica resistencia y RR ≤ 1 indica sensibilidad. El valor del índice de sinergia (SR) de cada candidato sinérgico se calcula de la siguiente manera [34, 35, 44]:
Este factor divide los resultados en tres categorías: se considera que un valor SR de 1±0,05 no tiene ningún efecto aparente, se considera que un valor SR de >1,05 tiene un efecto sinérgico y un valor SR de Un aceite líquido de color amarillo claro puede ser obtenido por destilación al vapor de los rizomas de C. rotundus y A. galanga y la corteza de C. verum. Los rendimientos calculados sobre peso seco fueron 0,15%, 0,27% (p/p) y 0,54% (v/v). w) respectivamente (Tabla 1). El estudio GC-MS de la composición química de los aceites de C. rotundus, A. galanga y C. verum mostró la presencia de 19, 17 y 21 compuestos, que representaron el 80,22, 86,75 y 97,24% de todos los componentes, respectivamente (Tabla 2). ). Los compuestos de aceite de rizoma de C. lucidum consisten principalmente en ciperoneno (14,04%), seguido de carraleno (9,57%), α-capsellano (7,97%) y α-capsellano (7,53%). El principal componente químico del aceite de rizoma de galanga es el β-bisaboleno (18,27%), seguido del α-bergamoteno (16,28%), el 1,8-cineol (10,17%) y el piperonol (10,09%). Mientras que el cinamaldehído (64,66%) se identificó como el componente principal del aceite de corteza de C. verum, el acetato cinámico (6,61%), el α-copaeno (5,83%) y el 3-fenilpropionaldehído (4,09%) se consideraron ingredientes menores. Las estructuras químicas de ciperno, β-bisaboleno y cinamaldehído son los principales compuestos de C. rotundus, A. galanga y C. verum, respectivamente, como se muestra en la Figura 2.
Los resultados de tres OO evaluaron la actividad de los adultos contra los mosquitos Aedes. aegypti se muestran en la Tabla 3. Se encontró que todos los AE tenían efectos letales en los mosquitos Aedes MCM-S en diferentes tipos y dosis. Aedes aegypti. El AE más eficaz es C. verum, seguido de A. galanga y C. rotundus con valores de DL50 de 3,30, 7,97 y 10,05 μg/mg MCM-S hembras respectivamente, ligeramente superiores a 3,22 (U = 1), Z = -0,775, P = 0,667), 7,94 (U = 2, Z = 0, P = 1) y 9,57 (U = 0, Z = -1,549, P = 0,333) μg/mg PMD -R en mujeres. Esto corresponde a que la PBO tiene un efecto en adultos ligeramente mayor sobre PMD-R que la cepa MSM-S, con valores de LD50 de 4,79 y 6,30 μg/mg en mujeres, respectivamente (U = 0, Z = -2,021, P = 0,057). . ). Se puede calcular que los valores de LD50 de C. verum, A. galanga, C. rotundus y PBO frente a PMD-R son aproximadamente 0,98, 0,99, 0,95 y 0,76 veces inferiores a los de MCM-S, respectivamente. Por tanto, esto indica que la susceptibilidad a PBO y EO es relativamente similar entre las dos cepas de Aedes. Aunque PMD-R fue más susceptible que MCM-S, la sensibilidad de Aedes aegypti no fue significativa. Por el contrario, las dos cepas de Aedes diferían mucho en su sensibilidad a la permetrina. aegypti (Tabla 4). PMD-R demostró una resistencia significativa a la permetrina (valor LD50 = 0,44 ng/mg en mujeres) con un valor LD50 más alto de 3,70 en comparación con MCM-S (valor LD50 = 0,44 ng/mg en mujeres) ng/mg en mujeres (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029). Aunque PMD-R es mucho menos sensible a la permetrina que MCM-S, su sensibilidad a los aceites de PBO y C. verum, A. galanga y C. rotundus es ligeramente mayor que la de MCM-S.
Como se observó en el bioensayo de población adulta de la combinación AE-permetrina, las mezclas binarias de permetrina y AE (LD25) mostraron sinergia (valor SR > 1,05) o ningún efecto (valor SR = 1 ± 0,05). Efectos complejos en adultos de una mezcla de OE y permetrina en mosquitos albinos experimentales. Las cepas de Aedes aegypti MCM-S y PMD-R se muestran en la Tabla 4 y la Figura 3. Se encontró que la adición de aceite de C. verum reducía ligeramente la LD50 de permetrina contra MCM-S y aumentaba ligeramente la LD50 contra PMD-R a 0,44-. 0,42 ng/mg en mujeres y de 3,70 a 3,85 ng/mg en mujeres, respectivamente. Por el contrario, la adición de aceites de C. rotundus y A. galanga redujo significativamente la LD50 de permetrina en MCM-S de 0,44 a 0,07 (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) y a 0,11 (U = 0). , Z) = -2,309, P = 0,029) ng/mg mujeres. Según los valores de LD50 de MCM-S, los valores de SR de la mezcla de EO-permetrina después de la adición de los aceites de C. rotundus y A. galanga fueron 6,28 y 4,00, respectivamente. En consecuencia, la LD50 de permetrina contra PMD-R disminuyó significativamente de 3,70 a 0,42 (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) y a 0,003 con la adición de aceites de C. rotundus y A. galanga (U = 0). . , Z = -2,337, P = 0,029) ng/mg mujer. El valor SR de permetrina combinada con C. rotundus contra PMD-R fue 8,81, mientras que el valor SR de la mezcla galanga-permetrina fue 1233,33. En relación con MCM-S, el valor LD50 del control positivo PBO disminuyó de 0,44 a 0,26 ng/mg (hembras) y de 3,70 ng/mg (hembras) a 0,65 ng/mg (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) y PMD-R (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029). Los valores de SR de la mezcla de PBO-permetrina para las cepas MCM-S y PMD-R fueron 1,69 y 5,69, respectivamente. Estos resultados indican que los aceites de C. rotundus y A. galanga y el PBO aumentan la toxicidad de la permetrina en mayor medida que el aceite de C. verum para las cepas MCM-S y PMD-R.
Actividad adulta (LD50) de EO, PBO, permetrina (PE) y sus combinaciones contra cepas de mosquitos Aedes sensibles a piretroides (MCM-S) y resistentes (PMD-R). Aedes aegypti
[45]. Los piretroides sintéticos se utilizan en todo el mundo para controlar casi todos los artrópodos de importancia agrícola y médica. Sin embargo, debido a las consecuencias nocivas del uso de insecticidas sintéticos, especialmente en términos del desarrollo y la resistencia generalizada de los mosquitos, así como el impacto a largo plazo en la salud y el medio ambiente, ahora existe una necesidad urgente de reducir el uso. de los insecticidas sintéticos tradicionales y desarrollar alternativas [35, 46, 47]. Además de proteger el medio ambiente y la salud humana, las ventajas de los insecticidas botánicos incluyen una alta selectividad, disponibilidad global y facilidad de producción y uso, lo que los hace más atractivos para el control de mosquitos [32,48, 49]. Este estudio, además de dilucidar las características químicas de los aceites esenciales eficaces mediante análisis GC-MS, también evaluó la potencia de los aceites esenciales adultos y su capacidad para mejorar la toxicidad de la permetrina sintética. aegypti en cepas sensibles a piretroides (MCM-S) y cepas resistentes (PMD-R).
La caracterización por GC-MS mostró que cypern (14,04%), β-bisabolene (18,27%) y cinamaldehído (64,66%) fueron los componentes principales de los aceites de C. rotundus, A. galanga y C. verum, respectivamente. Estos productos químicos han demostrado diversas actividades biológicas. Ahn et al. [50] informaron que el 6-acetoxicipereno, aislado del rizoma de C. rotundus, actúa como un compuesto antitumoral y puede inducir la apoptosis dependiente de caspasa en células de cáncer de ovario. El β-bisabolene, extraído del aceite esencial del árbol de mirra, exhibe citotoxicidad específica contra células tumorales mamarias humanas y de ratón tanto in vitro como in vivo [51]. Se ha informado que el cinamaldehído, obtenido a partir de extractos naturales o sintetizado en el laboratorio, tiene actividades insecticidas, antibacterianas, antifúngicas, antiinflamatorias, inmunomoduladoras, anticancerígenas y antiangiogénicas [52].
Los resultados del bioensayo de actividad en adultos dependiente de la dosis mostraron un buen potencial de los AE probados y demostraron que las cepas de mosquitos Aedes MCM-S y PMD-R tenían una susceptibilidad similar a los AE y PBO. Aedes aegypti. Una comparación de la eficacia del AE y la permetrina mostró que esta última tiene un efecto alercida más fuerte: los valores de LD50 son 0,44 y 3,70 ng/mg en mujeres para las cepas MCM-S y PMD-R, respectivamente. Estos hallazgos están respaldados por muchos estudios que muestran que los pesticidas naturales, especialmente los productos derivados de plantas, son generalmente menos efectivos que las sustancias sintéticas [31, 34, 35, 53, 54]. Esto puede deberse a que el primero es una combinación compleja de ingredientes activos o inactivos, mientras que el segundo es un compuesto activo único purificado. Sin embargo, la diversidad y complejidad de los ingredientes activos naturales con diferentes mecanismos de acción pueden mejorar la actividad biológica o dificultar el desarrollo de resistencia en las poblaciones huéspedes [55, 56, 57]. Muchos investigadores han informado sobre el potencial antimosquitos de C. verum, A. galanga y C. rotundus y sus componentes como β-bisabolene, cinamaldehído y 1,8-cineol [22, 36, 58, 59, 60,61, 62,63,64]. Sin embargo, una revisión de la literatura reveló que no ha habido informes previos sobre su efecto sinérgico con la permetrina u otros insecticidas sintéticos contra los mosquitos Aedes. Aedes aegypti.
En este estudio, se observaron diferencias significativas en la susceptibilidad a la permetrina entre las dos cepas de Aedes. Aedes aegypti. MCM-S es sensible a la permetrina, mientras que PMD-R es mucho menos sensible a ella, con una tasa de resistencia de 8,41. En comparación con la sensibilidad de MCM-S, PMD-R es menos sensible a la permetrina pero más sensible al AE, lo que proporciona una base para estudios adicionales destinados a aumentar la eficacia de la permetrina combinándola con AE. Un bioensayo basado en combinaciones sinérgicas para los efectos en adultos mostró que las mezclas binarias de AE y permetrina redujeron o aumentaron la mortalidad de los Aedes adultos. Aedes aegypti. La adición de aceite de C. verum disminuyó ligeramente la LD50 de permetrina frente a MCM-S pero aumentó ligeramente la LD50 frente a PMD-R con valores SR de 1,05 y 0,96, respectivamente. Esto indica que el aceite de C. verum no tiene un efecto sinérgico o antagonista sobre la permetrina cuando se prueba en MCM-S y PMD-R. Por el contrario, los aceites de C. rotundus y A. galanga mostraron un efecto sinérgico significativo al reducir significativamente los valores de LD50 de permetrina en MCM-S o PMD-R. Cuando se combinó permetrina con AE de C. rotundus y A. galanga, los valores de SR de la mezcla de AE-permetrina para MCM-S fueron 6,28 y 4,00, respectivamente. Además, cuando se evaluó la permetrina frente a PMD-R en combinación con C. rotundus (SR = 8,81) o A. galanga (SR = 1233,33), los valores de SR aumentaron significativamente. Vale la pena señalar que tanto C. rotundus como A. galanga aumentaron la toxicidad de la permetrina contra PMD-R Ae. aegypti significativamente. De manera similar, se encontró que el PBO aumenta la toxicidad de la permetrina con valores SR de 1,69 y 5,69 para las cepas MCM-S y PMD-R, respectivamente. Dado que C. rotundus y A. galanga tuvieron los valores de SR más altos, se los consideró los mejores sinérgicos para mejorar la toxicidad de la permetrina en MCM-S y PMD-R, respectivamente.
Varios estudios previos han informado del efecto sinérgico de combinaciones de insecticidas sintéticos y extractos de plantas contra varias especies de mosquitos. Un bioensayo larvicida contra Anopheles Stephensi estudiado por Kalayanasundaram y Das [65] mostró que el fentión, un organofosforado de amplio espectro, estaba asociado con Cleodendron inerme, Pedalium murax y Parthenium hysterophorus. Se observó una sinergia significativa entre los extractos con un efecto sinérgico (FS) de 1,31. , 1,38, 1,40, 1,48, 1,61 y 2,23, respectivamente. En una evaluación larvicida de 15 especies de manglares, se encontró que el extracto de éter de petróleo de raíces zancudas de manglares era más efectivo contra Culex quinquefasciatus con un valor CL50 de 25,7 mg/L [66]. También se informó que el efecto sinérgico de este extracto y el insecticida botánico piretro reduce la CL50 del piretro contra las larvas de C. quinquefasciatus de 0,132 mg/L a 0,107 mg/L; además, en este estudio se utilizó un cálculo de SF de 1,23. 34,35,44]. Se evaluó la eficacia combinada del extracto de raíz de cidra de Solanum y varios insecticidas sintéticos (p. ej., fentión, cipermetrina (un piretroide sintético) y timetfós (un larvicida organofosforado)) contra los mosquitos Anopheles. Stephensi [54] y C. quinquefasciatus [34]. El uso combinado de cipermetrina y extracto de éter de petróleo de frutos amarillos mostró un efecto sinérgico sobre la cipermetrina en todas las proporciones. La relación más efectiva fue la combinación binaria 1:1 con valores LC50 y SF de 0,0054 ppm y 6,83, respectivamente, en relación con An. Stephen West[54]. Mientras que una mezcla binaria 1:1 de S. xanthocarpum y temefos fue antagónica (SF = 0,6406), la combinación S. xanthocarpum-fentión (1:1) exhibió actividad sinérgica contra C. quinquefasciatus con un SF de 1,3125 [34]]. Tong y Blomquist [35] estudiaron los efectos del óxido de etileno vegetal sobre la toxicidad del carbarilo (un carbamato de amplio espectro) y la permetrina para los mosquitos Aedes. Aedes aegypti. Los resultados mostraron que el óxido de etileno procedente del agar, la pimienta negra, el enebro, el helicriso, el sándalo y el sésamo aumentaban la toxicidad del carbarilo para los mosquitos Aedes. aegypti los valores SR de larvas varían de 1,0 a 7,0. Por el contrario, ninguno de los AE fue tóxico para los mosquitos Aedes adultos. Hasta el momento, no se han informado efectos sinérgicos para la combinación de Aedes aegypti y EO-carbarilo. Se utilizó PBO como control positivo para mejorar la toxicidad del carbarilo contra los mosquitos Aedes. Los valores de SR de larvas y adultos de Aedes aegypti son 4,9-9,5 y 2,3, respectivamente. Sólo se analizó la actividad larvicida de mezclas binarias de permetrina y EO o PBO. La mezcla de EO y permetrina tuvo un efecto antagónico, mientras que la mezcla de PBO y permetrina tuvo un efecto sinérgico contra los mosquitos Aedes. Larvas de Aedes aegypti. Sin embargo, aún no se han realizado experimentos de dosis-respuesta y evaluación de SR para mezclas de PBO-permetrina. Aunque se han logrado pocos resultados con respecto a los efectos sinérgicos de las combinaciones de fitosintéticos contra los mosquitos vectores, estos datos respaldan los resultados existentes, que abren la perspectiva de agregar sinergistas no solo para reducir la dosis aplicada, sino también para aumentar el efecto letal. Eficiencia de los insectos. Además, los resultados de este estudio demostraron por primera vez que los aceites de C. rotundus y A. galanga ejercen sinérgicamente una eficacia significativamente mayor contra las cepas de mosquitos Aedes susceptibles y resistentes a los piretroides en comparación con el PBO cuando se combinan con la toxicidad de la permetrina. Aedes aegypti. Sin embargo, resultados inesperados del análisis sinérgico mostraron que el aceite de C. verum tenía la mayor actividad anti-adultos contra ambas cepas de Aedes. Sorprendentemente, el efecto tóxico de la permetrina sobre el Aedes aegypti no fue satisfactorio. Las variaciones en los efectos tóxicos y los efectos sinérgicos pueden deberse en parte a la exposición a diferentes tipos y niveles de componentes bioactivos en estos aceites.
A pesar de los esfuerzos por comprender cómo mejorar la eficiencia, los mecanismos sinérgicos siguen sin estar claros. Las posibles razones de la diferente eficacia y potencial sinérgico pueden incluir diferencias en la composición química de los productos probados y diferencias en la susceptibilidad de los mosquitos asociadas con el estado y el desarrollo de la resistencia. Existen diferencias entre los componentes principales y menores del óxido de etileno probados en este estudio, y se ha demostrado que algunos de estos compuestos tienen efectos repelentes y tóxicos contra una variedad de plagas y vectores de enfermedades [61,62,64,67,68]. Sin embargo, los principales compuestos caracterizados en los aceites de C. rotundus, A. galanga y C. verum, como cypern, β-bisabolene y cinamaldehído, no se probaron en este artículo para determinar sus actividades anti-adultos y sinérgicas contra Ae, respectivamente. Aedes aegypti. Por tanto, se necesitan estudios futuros para aislar los ingredientes activos presentes en cada aceite esencial y dilucidar su eficacia insecticida e interacciones sinérgicas contra este mosquito vector. En general, la actividad insecticida depende de la acción y reacción entre los venenos y los tejidos del insecto, que se puede simplificar y dividir en tres etapas: penetración en la piel del cuerpo del insecto y en las membranas de los órganos diana, activación (= interacción con el objetivo) y desintoxicación. sustancias tóxicas [57, 69]. Por lo tanto, el sinergismo de los insecticidas que da como resultado una mayor eficacia de las combinaciones tóxicas requiere al menos una de estas categorías, como una mayor penetración, una mayor activación de los compuestos acumulados o una desintoxicación menos reducida del ingrediente activo del pesticida. Por ejemplo, la tolerancia energética retrasa la penetración de la cutícula a través de una cutícula engrosada y la resistencia bioquímica, como el metabolismo mejorado de los insecticidas observado en algunas cepas de insectos resistentes [70, 71]. La importante eficacia de los AE para aumentar la toxicidad de la permetrina, especialmente contra PMD-R, puede indicar una solución al problema de la resistencia a los insecticidas al interactuar con los mecanismos de resistencia [57, 69, 70, 71]. Tong y Blomquist [35] respaldaron los resultados de este estudio al demostrar una interacción sinérgica entre los AE y los pesticidas sintéticos. aegypti, existe evidencia de actividad inhibidora contra enzimas desintoxicantes, incluidas las monooxigenasas y carboxilesterasas del citocromo P450, que están estrechamente asociadas con el desarrollo de resistencia a los pesticidas tradicionales. Se dice que el PBO no solo es un inhibidor metabólico de la monooxigenasa del citocromo P450, sino que también mejora la penetración de insecticidas, como lo demuestra su uso como control positivo en estudios sinérgicos [35, 72]. Curiosamente, el 1,8-cineol, uno de los componentes importantes que se encuentran en el aceite de galanga, es conocido por sus efectos tóxicos sobre especies de insectos [22, 63, 73] y se ha informado que tiene efectos sinérgicos en varias áreas de investigación de la actividad biológica [ 74]. . ,75,76,77]. Además, el 1,8-cineol en combinación con diversos fármacos, entre ellos la curcumina [78], el 5-fluorouracilo [79], el ácido mefenámico [80] y la zidovudina [81], también tiene un efecto promotor de la permeación. in vitro. Por lo tanto, el posible papel del 1,8-cineol en la acción insecticida sinérgica no es sólo como ingrediente activo sino también como potenciador de la penetración. Debido al mayor sinergismo con la permetrina, especialmente contra PMD-R, los efectos sinérgicos del aceite de galanga y el aceite de trichosanthes observados en este estudio pueden resultar de interacciones con mecanismos de resistencia, es decir, mayor permeabilidad al cloro. Los piretroides aumentan la activación de compuestos acumulados e inhiben enzimas desintoxicantes como las monooxigenasas y carboxilesterasas del citocromo P450. Sin embargo, estos aspectos requieren más estudios para dilucidar el papel específico del AE y sus compuestos aislados (solos o en combinación) en los mecanismos sinérgicos.
En 1977, se informaron niveles crecientes de resistencia a la permetrina en las principales poblaciones de vectores en Tailandia, y durante las décadas siguientes, el uso de permetrina fue reemplazado en gran medida por otros químicos piretroides, especialmente aquellos reemplazados por deltametrina [82]. Sin embargo, la resistencia de los vectores a la deltametrina y otras clases de insecticidas es extremadamente común en todo el país debido al uso excesivo y persistente [14, 17, 83, 84, 85, 86]. Para combatir este problema, se recomienda rotar o reutilizar pesticidas desechados que antes eran eficaces y menos tóxicos para los mamíferos, como la permetrina. Actualmente, aunque el uso de permetrina se ha reducido en los recientes programas gubernamentales nacionales de control de mosquitos, todavía se puede encontrar resistencia a la permetrina en las poblaciones de mosquitos. Esto puede deberse a la exposición de los mosquitos a productos domésticos comerciales para el control de plagas, que consisten principalmente en permetrina y otros piretroides [14, 17]. Por lo tanto, la reutilización exitosa de la permetrina requiere el desarrollo y la implementación de estrategias para reducir la resistencia de los vectores. Aunque ninguno de los aceites esenciales probados individualmente en este estudio fue tan efectivo como la permetrina, trabajar junto con la permetrina resultó en efectos sinérgicos impresionantes. Esta es una indicación prometedora de que la interacción del AE con mecanismos de resistencia da como resultado que la combinación de permetrina con AE sea más efectiva que el insecticida o el AE solo, particularmente contra PMD-R Ae. Aedes aegypti. Los beneficios de las mezclas sinérgicas para aumentar la eficacia, a pesar del uso de dosis más bajas para el control de vectores, pueden conducir a una mejor gestión de la resistencia y una reducción de costos [33, 87]. A partir de estos resultados, es agradable observar que los AE de A. galanga y C. rotundus fueron significativamente más efectivos que el PBO para sinergizar la toxicidad de la permetrina en las cepas MCM-S y PMD-R y son una alternativa potencial a las ayudas ergogénicas tradicionales.
Los AE seleccionados tuvieron efectos sinérgicos significativos al mejorar la toxicidad en adultos contra PMD-R Ae. aegypti, especialmente el aceite de galanga, tiene un valor SR de hasta 1233,33, lo que indica que el EO es muy prometedor como sinérgico para mejorar la eficacia de la permetrina. Esto puede estimular el uso de un nuevo producto natural activo, que en conjunto podría aumentar el uso de productos altamente eficaces para el control de mosquitos. También revela el potencial del óxido de etileno como sinérgico alternativo para mejorar eficazmente los insecticidas más antiguos o tradicionales y abordar los problemas de resistencia existentes en las poblaciones de mosquitos. El uso de plantas fácilmente disponibles en los programas de control de mosquitos no sólo reduce la dependencia de materiales importados y costosos, sino que también estimula los esfuerzos locales para fortalecer los sistemas de salud pública.
Estos resultados muestran claramente el importante efecto sinérgico producido por la combinación de óxido de etileno y permetrina. Los resultados resaltan el potencial del óxido de etileno como sinérgico vegetal en el control de mosquitos, aumentando la eficacia de la permetrina contra los mosquitos, especialmente en poblaciones resistentes. Los desarrollos y las investigaciones futuros requerirán un bioanálisis sinérgico de los aceites de galanga y alpinia y sus compuestos aislados, combinaciones de insecticidas de origen natural o sintético contra múltiples especies y etapas de mosquitos, y pruebas de toxicidad contra organismos no objetivo. Uso práctico del óxido de etileno como sinérgico alternativo viable.
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Hora de publicación: 08-jul-2024