En un proyecto anterior que probaba 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 Aedes aegypti. En un intento por reducir el uso de métodos tradicionalesinsecticidasy mejorar el control de las poblaciones de mosquitos resistentes, este estudio tuvo como objetivo identificar el sinergismo potencial entre los efectos adulticidas del óxido de etileno y la toxicidad de la permetrina en los mosquitos Aedes aegypti, incluidas las cepas resistentes y sensibles a los piretroides.
Para evaluar la composición química y la actividad letal del EO extraído de los rizomas de C. rotundus y A. galanga y la corteza de C. verum contra la cepa susceptible Muang Chiang Mai (MCM-S) y la cepa resistente Pang Mai Dang (PMD-R). ) Adultos activos de Ae. Aedes aegypti. También se realizó un bioensayo en adultos de la mezcla de EO-permetrina en estas cepas de Aedes aegypti para comprender su actividad sinérgica.
La caracterización química mediante el método analítico GC-MS mostró que se identificaron 48 compuestos en los aceites esenciales de C. rotundus, A. galanga y C. verum, que representan el 80,22%, el 86,75% y el 97,24% de los componentes totales, respectivamente. El cipereno (14,04%), el β-bisaboleno (18,27%) y el cinamaldehído (64,66%) son los componentes principales del aceite de ciprés, el aceite de galanga y el aceite balsámico, respectivamente. En los ensayos biológicos de eliminación de adultos, las vesículas extracelulares de C. rotundus, A. galanga y C. verum fueron efectivas para eliminar Ae. Los valores de LD50 de aegypti, MCM-S y PMD-R fueron 10,05 y 9,57 μg/mg hembra, 7,97 y 7,94 μg/mg hembra, y 3,30 y 3,22 μg/mg hembra, respectivamente. La eficiencia de MCM-S y PMD-R Ae en matar adultos. aegypti en estos EO fue cercana al butóxido de piperonilo (valores de PBO, LD50 = 6,30 y 4,79 μg/mg hembra, respectivamente), pero no tan pronunciada como la permetrina (valores de LD50 = 0,44 y 3,70 ng/mg hembra, respectivamente). Sin embargo, los bioensayos combinados encontraron sinergia entre el EO y la permetrina. Sinergia significativa con permetrina contra dos cepas de mosquitos Aedes. Se observó Aedes aegypti en el EM de C. rotundus y A. galanga. La adición de aceites de C. rotundus y A. galanga redujo significativamente los valores de LD50 de permetrina en MCM-S de 0,44 a 0,07 ng/mg y 0,11 ng/mg en hembras, respectivamente, con valores de índice de sinergia (SR) de 6,28 y 4,00 respectivamente. Además, los EO de C. rotundus y A. galanga también redujeron significativamente los valores de LD50 de permetrina en PMD-R de 3,70 a 0,42 ng/mg y 0,003 ng/mg en hembras, respectivamente, con valores de SR de 8,81 y 1233,33 respectivamente.
Efecto sinérgico de una combinación de EO y permetrina para potenciar la toxicidad en adultos contra dos cepas de mosquitos Aedes. Aedes aegypti demuestra un papel prometedor del óxido de etileno como sinergista para mejorar la eficacia contra los mosquitos, especialmente donde 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 humanos, con un estimado de 5 a 100 millones de casos que ocurren anualmente y más de 2.5 mil millones de personas en todo el mundo en riesgo[3]. Los brotes de esta enfermedad infecciosa imponen una enorme carga a las poblaciones, los sistemas de salud y las economías de la mayoría de los países tropicales[1]. Según el Ministerio de Salud de Tailandia, hubo 142,925 casos de dengue y 141 muertes reportadas en todo el país en 2015, más del triple del número de casos y muertes en 2014[4]. A pesar de la evidencia histórica, el dengue ha sido erradicado o reducido en gran medida por el mosquito Aedes. Tras el control del Aedes aegypti [5], las tasas de infección aumentaron drásticamente y la enfermedad se propagó por todo el mundo, debido en parte a décadas de calentamiento global. La eliminación y el control del Ae. aedes aegypti son relativamente difíciles porque es un mosquito vector doméstico que se aparea, se alimenta, descansa y pone huevos dentro y alrededor de las viviendas humanas durante el día. Además, este mosquito tiene la capacidad de adaptarse a los cambios ambientales o perturbaciones causadas por eventos naturales (como la sequía) o medidas de control humano, y puede recuperar sus poblaciones originales [6, 7]. Dado que las vacunas contra el dengue se aprobaron recientemente y no existe un tratamiento específico para esta enfermedad, la prevención y la reducción del riesgo de transmisión del dengue dependen completamente del control de los mosquitos vectores y de la eliminación del contacto humano con ellos.
En particular, el uso de productos químicos para el control de mosquitos ahora juega un papel importante en la salud pública como un componente importante de la gestión integral integrada de vectores. Los métodos químicos más populares incluyen el uso de insecticidas de baja toxicidad que actúan contra las larvas de mosquitos (larvicidas) y los mosquitos adultos (adidocidas). El control de larvas a través de la reducción de fuentes y el uso regular de larvicidas químicos como organofosforados y reguladores del crecimiento de insectos se considera importante. Sin embargo, los impactos ambientales adversos asociados con los plaguicidas sintéticos y su mantenimiento complejo y laborioso siguen siendo una preocupación importante [8, 9]. El control activo tradicional de vectores, como el control de adultos, sigue siendo el medio de control más eficaz durante los brotes virales porque puede erradicar vectores de enfermedades infecciosas de manera rápida y a gran escala, así como reducir la esperanza de vida y la longevidad de las poblaciones locales de vectores [3]. , 10]. Cuatro clases de insecticidas químicos: organoclorados (denominados solo como DDT), organofosforados, carbamatos y piretroides forman la base de los programas de control de vectores, siendo los piretroides considerados la clase más exitosa. Son altamente efectivos contra varios artrópodos y tienen baja efectividad. toxicidad para los mamíferos. Actualmente, los piretroides sintéticos constituyen la mayoría de los plaguicidas comerciales, representando alrededor del 25% del mercado mundial de plaguicidas [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 químico de elección para el programa nacional de control de mosquitos de salud pública de Tailandia. Tras el uso generalizado de DDT en áreas endémicas de malaria, Tailandia eliminó gradualmente su uso entre 1995 y 2000 y lo reemplazó con 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 nebulizaciones térmicas y aerosoles de toxicidad ultrabaja [14, 17]. Sin embargo, han perdido eficacia debido a la fuerte resistencia de los mosquitos y la falta de cumplimiento público por preocupaciones sobre la salud pública y el impacto ambiental de los productos químicos sintéticos. Esto plantea desafíos significativos para el éxito de los programas de control de vectores de amenazas [14, 18, 19]. Para que la estrategia sea más efectiva, se necesitan contramedidas oportunas y apropiadas. Los procedimientos de manejo 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 un sinergista ecológicos, convenientes y efectivos, y este estudio tiene como objetivo abordar esta necesidad.
Los insecticidas derivados de la naturaleza, especialmente aquellos basados en componentes vegetales, han mostrado potencial en la evaluación de alternativas actuales y futuras para el control de mosquitos [22, 23, 24]. Varios estudios han demostrado que es posible controlar importantes vectores de mosquitos mediante el uso de productos vegetales, especialmente aceites esenciales (AE), como insecticidas para adultos. Se han encontrado propiedades adulticidas contra algunas especies importantes de mosquitos en muchos aceites vegetales como 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 se utiliza actualmente no solo solo, sino también en combinación con sustancias vegetales extraídas o plaguicidas sintéticos existentes, produciendo diversos grados de toxicidad. Las combinaciones de insecticidas tradicionales como organofosforados, carbamatos y piretroides con óxido de etileno/extractos vegetales 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 las combinaciones de fitoquímicos con o sin productos químicos sintéticos se han realizado en insectos vectores agrícolas y plagas, en lugar de en mosquitos de importancia médica. Además, la mayor parte del trabajo sobre los efectos sinérgicos de las combinaciones de insecticidas vegetales y sintéticos contra los mosquitos vectores se ha centrado en el efecto larvicida.
En un estudio previo realizado por los autores como parte de un proyecto de investigación en curso que evalúa intimidas de plantas alimenticias autóctonas en Tailandia, se encontró que los óxidos de etileno de Cyperus rotundus, galanga y canela tienen actividad potencial contra Aedes aegypti adultos [36]. Por lo tanto, este estudio tuvo como objetivo evaluar la efectividad de los EO aislados de estas plantas medicinales contra los mosquitos Aedes aegypti, incluyendo cepas resistentes y sensibles 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 de los mosquitos vectores, especialmente contra Aedes aegypti. Este artículo informa sobre la caracterización química de aceites esenciales efectivos y su potencial para mejorar la toxicidad de la permetrina sintética contra los mosquitos Aedes aegypti en cepas sensibles a los 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 aceite esencial se adquirieron de proveedores de medicina herbal en la provincia de Chiang Mai, Tailandia. La identificación científica de estas plantas se logró mediante consulta con el Sr. James Franklin Maxwell, botánico del herbario del Departamento de Biología, Facultad de Ciencias, Universidad de Chiang Mai (CMU), provincia de Chiang Mai, Tailandia, y la científica Wannari Charoensap, del Departamento de Farmacia, Facultad de Farmacia, Universidad Carnegie Mellon. Los especímenes de referencia de cada planta se almacenan en el Departamento de Parasitología de la Facultad de Medicina de la Universidad Carnegie Mellon para su uso futuro.
Las muestras de plantas se secaron individualmente a la sombra 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 aceites esenciales naturales (AE). Un total de 250 g de cada material vegetal seco se molió mecánicamente hasta obtener un polvo grueso y se utilizó para aislar los aceites esenciales (AE) por 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). Se añadieron 1600 ml de agua destilada y 10-15 perlas de vidrio al matraz y luego se calentó a aproximadamente 100 °C utilizando un calentador eléctrico durante al menos 3 horas hasta que la destilación se completó y no se produjo más AE. La capa de aceite esencial se separó de la fase acuosa mediante un embudo de separación, se secó con sulfato de sodio anhidro (Na2SO4) y se almacenó en una botella marrón sellada a 4 °C hasta que se examinó su composición química y la actividad de los adultos.
La composición química de los aceites esenciales se determinó simultáneamente con el bioensayo para la sustancia adulta. El análisis cualitativo se realizó mediante un sistema GC-MS compuesto por un cromatógrafo de gases Hewlett-Packard (Wilmington, CA, EE. UU.) 7890A equipado con un detector selectivo de masas de cuadrupolo simple (Agilent Technologies, Wilmington, CA, EE. UU.) y un espectrómetro de masas MSD 5975C (EI). (Agilent Technologies).
Columna cromatográfica – DB-5MS (30 m × DI 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 son 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; volumen de inyección es 0,2 µL (1/10 % en volumen en CH2Cl2, relación de división 100:1); Se utiliza un sistema de ionización electrónica con una energía de ionización de 70 eV para la detección GC-MS. El rango de adquisición es 50–550 unidades de masa atómica (uma) y la velocidad de escaneo es 2,91 escaneos por segundo. Los porcentajes relativos de los componentes se expresan como porcentajes normalizados por el área del pico. La identificación de los ingredientes de los aceites esenciales se basa en su índice de retención (IR). El IR se calculó utilizando la ecuación de Van den Dool y Kratz [37] para la serie de n-alcanos (C8-C40) y se comparó con los índices de retención de la bibliografía [38] y las 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 de 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 prueba para adultos de la Organización Mundial de la Salud (OMS) y las dosis diagnósticas de papel impregnado con permetrina (0,75 %) se adquirieron comercialmente en el Centro de Control de Vectores de la OMS en Penang, Malasia. Todos los demás productos químicos y reactivos utilizados eran de grado analítico y se adquirieron en instituciones locales de la provincia de Chiang Mai, Tailandia.
Los mosquitos utilizados como organismos de prueba en el bioensayo de adultos fueron mosquitos Aedes aegypti de laboratorio que se apareaban libremente, incluyendo 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, Facultad de Medicina de CMU, desde 1995 [39]. La cepa PMD-R, que se encontró 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 0,75 % de permetrina utilizando el kit de detección de la OMS con algunas modificaciones [41]. Cada cepa de Ae. Aedes aegypti se colonizó individualmente en un laboratorio libre de patógenos a 25 ± 2 °C y 80 ± 10 % de humedad relativa y un fotoperiodo de 14:10 h luz/oscuridad. Aproximadamente 200 larvas se mantuvieron en bandejas de plástico (33 cm de largo, 28 cm de ancho y 9 cm de alto) llenas de agua del grifo a una densidad de 150–200 larvas por bandeja y se alimentaron dos veces al día con galletas esterilizadas para perros. 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 %. Las mosquitas hembras chupan sangre regularmente para poner huevos. Las hembras de dos a cinco días de edad que no se han alimentado de sangre pueden usarse continuamente en ensayos biológicos experimentales con adultos.
Se realizó un bioensayo de respuesta dosis-mortalidad de EO en mosquitos Aedes hembra adultos. 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 solvente 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. 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 aplicó 0,1 μl de solución de EO en el pronoto superior de la hembra utilizando un microdispensador manual Hamilton (700 Series Microliter™, Hamilton Company, Reno, NV, EE. UU.). Veinticinco hembras fueron tratadas con cada concentración, con una mortalidad que osciló entre el 10 % y el 95 % para al menos 4 concentraciones diferentes. Los mosquitos tratados con solvente 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 probado. Las dosis utilizadas en estos bioensayos se expresan en microgramos de EO por miligramo de peso corporal de hembra viva. La actividad de PBO en adultos también se evaluó de manera similar a la de EO, utilizando PBO como control positivo en experimentos sinérgicos. Los mosquitos tratados en todos los grupos se colocaron en vasos de plástico y se les dio 10 % de sacarosa más 10 % de jarabe multivitamínico. 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 por la falta de respuesta del mosquito a la estimulación mecánica y luego se registró con base 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 de EO y permetrina se evaluó utilizando un procedimiento de ensayo de toxicidad local [42] como se describió previamente. Use acetona o etanol como solvente para preparar permetrina a la concentración deseada, así como una mezcla binaria de EO y permetrina (EO-permetrina: permetrina mezclada con EO a la concentración LD25). Los kits de prueba (permetrina y EO-permetrina) se evaluaron contra las cepas MCM-S y PMD-R de Ae. Aedes aegypti. A cada uno de 25 mosquitos hembra se le administraron cuatro dosis de permetrina para probar su efectividad en matar adultos, con cada tratamiento repetido cuatro veces. Para identificar posibles sinergistas de EO, se administraron de 4 a 6 dosis de EO-permetrina a cada uno de 25 mosquitos hembra, con cada aplicación repetida cuatro veces. El tratamiento con PBO-permetrina (permetrina mezclada con la concentración LD25 de PBO) también sirvió como control positivo. Las dosis utilizadas en estos bioensayos se expresan en nanogramos de muestra por miligramo de peso corporal de hembra viva. Se realizaron cuatro evaluaciones experimentales para cada cepa de mosquito en lotes criados individualmente, y los datos de mortalidad se agruparon y analizaron mediante Probit para determinar la dosis letal a las 24 horas.
La tasa de mortalidad se ajustó utilizando la fórmula de Abbott [43]. Los datos ajustados se analizaron mediante análisis de regresión Probit utilizando el programa estadístico 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 del 95%). Las medidas de significancia y las diferencias entre las muestras de prueba se evaluaron utilizando la prueba de chi-cuadrado o la prueba U de Mann-Whitney dentro de cada ensayo biológico. Los resultados se consideraron estadísticamente significativos a 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 de la relación de sinergia (SR) de cada candidato a sinergista se calcula de la siguiente manera [34, 35, 44]:
Este factor divide los resultados en tres categorías: un valor SR de 1±0,05 se considera que no tiene efecto aparente, un valor SR de >1,05 se considera que tiene un efecto sinérgico y un valor SR de Se puede obtener un aceite líquido amarillo claro por destilación al vapor de los rizomas de C. rotundus y A. galanga y la corteza de C. verum. Los rendimientos calculados sobre el peso seco fueron 0,15%, 0,27% (p/p) y 0,54% (v/v). p) 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 del aceite del 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 del rizoma de galanga es β-bisaboleno (18,27%), seguido de α-bergamoteno (16,28%), 1,8-cineol (10,17%) y piperonol (10,09%). Mientras que el cinamaldehído (64,66%) se identificó como el componente principal del aceite de la corteza de C. verum, el acetato cinámico (6,61%), α-copaeno (5,83%) y 3-fenilpropionaldehído (4,09%) se consideraron ingredientes menores. Las estructuras químicas de la ciperna, el β-bisaboleno y el 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 EO evaluados actividad adulta contra mosquitos Aedes aegypti se muestran en la Tabla 3. Se encontró que todos los EO tenían efectos letales sobre mosquitos Aedes aegypti MCM-S en diferentes tipos y dosis. El EO más efectivo es C. verum, seguido de A. galanga y C. rotundus con valores de LD50 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 el PBO tiene un efecto ligeramente mayor en adultos sobre PMD-R que la cepa MSM-S, con valores de LD50 de 4,79 y 6,30 μg/mg hembras, 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 contra PMD-R son aproximadamente 0,98, 0,99, 0,95 y 0,76 veces menores que los de MCM-S, respectivamente. Por lo tanto, esto indica que la susceptibilidad al PBO y al 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 difirieron 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 PBO y a los aceites de 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 EO-permetrina, las mezclas binarias de permetrina y EO (LD25) mostraron sinergia (valor SR > 1,05) o ningún efecto (valor SR = 1 ± 0,05). Efectos complejos en adultos de una mezcla de EO-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 redujo ligeramente la LD50 de la permetrina contra MCM-S y aumentó 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. En contraste, 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. Con base en los valores de LD50 de MCM-S, los valores SR de la mezcla EO-permetrina después de la adición de aceites de C. rotundus y A. galanga fueron 6,28 y 4,00, respectivamente. En consecuencia, la LD50 de la 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 hembra. El valor SR de la permetrina combinada con C. rotundus contra PMD-R fue de 8,81, mientras que el valor SR de la mezcla de galanga-permetrina fue de 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 SR de la mezcla 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 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 en adultos (DL50) de EO, PBO, permetrina (PE) y sus combinaciones contra cepas sensibles a piretroides (MCM-S) y resistentes (PMD-R) de mosquitos Aedes. 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 en la salud a largo plazo y el medio ambiente, ahora existe una necesidad urgente de reducir el uso de 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 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 efectivos a través del análisis GC-MS, también evaluó la potencia de los aceites esenciales adultos y su capacidad para aumentar la toxicidad de la permetrina sintética. aegypti en cepas sensibles a los piretroides (MCM-S) y cepas resistentes (PMD-R).
La caracterización GC-MS mostró que el ciperno (14,04%), el β-bisaboleno (18,27%) y el cinamaldehído (64,66%) fueron los componentes principales de los aceites de C. rotundus, A. galanga y C. verum, respectivamente. Estos compuestos 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 apoptosis dependiente de caspasa en células de cáncer de ovario. El β-bisaboleno, extraído del aceite esencial del árbol de mirra, exhibe citotoxicidad específica contra células de tumores mamarios humanos y de ratón tanto in vitro como in vivo [51]. Se ha informado que el cinamaldehído, obtenido 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 EO probados y demostraron que las cepas de mosquitos Aedes MCM-S y PMD-R tenían una susceptibilidad similar a EO y PBO. Aedes aegypti. Una comparación de la efectividad de EO y permetrina mostró que esta última tiene un efecto alercida más fuerte: los valores de LD50 son 0,44 y 3,70 ng/mg en hembras para las cepas MCM-S y PMD-R, respectivamente. Estos hallazgos están respaldados por muchos estudios que muestran que los plaguicidas de origen natural, especialmente los productos derivados de plantas, son generalmente menos efectivos que las sustancias sintéticas [31, 34, 35, 53, 54]. Esto puede deberse a que los primeros son una combinación compleja de ingredientes activos o inactivos, mientras que los segundos son 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 hospedantes [55, 56, 57]. Muchos investigadores han informado sobre el potencial antimosquitos de C. verum, A. galanga y C. rotundus y sus componentes como β-bisaboleno, 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 de su efecto sinérgico con permetrina u otros insecticidas sintéticos contra 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. Comparado con la sensibilidad de MCM-S, PMD-R es menos sensible a la permetrina pero más sensible a EO, proporcionando una base para estudios posteriores dirigidos a aumentar la efectividad de la permetrina combinándola con EO. Un bioensayo basado en la combinación sinérgica para efectos en adultos mostró que las mezclas binarias de EO y permetrina redujeron o aumentaron la mortalidad de Aedes adultos. Aedes aegypti. La adición de aceite de C. verum disminuyó ligeramente la LD50 de la permetrina contra MCM-S pero aumentó ligeramente la LD50 contra 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 ni antagónico 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 la permetrina en MCM-S o PMD-R. Cuando la permetrina se combinó con EO de C. rotundus y A. galanga, los valores de SR de la mezcla EO-permetrina para MCM-S fueron 6,28 y 4,00, respectivamente. Además, cuando la permetrina se evaluó contra PMD-R en combinación con C. rotundus (SR = 8,81) o A. galanga (SR = 1233,33), los valores de SR aumentaron significativamente. Cabe destacar que tanto C. rotundus como A. galanga potenciaron significativamente la toxicidad de la permetrina contra Ae. aegypti PMD-R. De manera similar, se observó que el PBO aumentaba 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 presentaron los valores SR más altos, se consideraron los mejores sinergistas para potenciar 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 diversas especies de mosquitos. Un bioensayo larvicida contra Anopheles Stephensi estudiado por Kalayanasundaram y Das [65] mostró que el fention, un organofosforado de amplio espectro, se asoció con Cleodendron inerme, Pedalium murax y Parthenium hysterophorus. Se observó una sinergia significativa entre los extractos con un efecto sinérgico (SF) 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 de manglares zancudas era el más efectivo contra Culex quinquefasciatus con un valor de LC50 de 25,7 mg/L [66]. También se informó que el efecto sinérgico de este extracto y el insecticida botánico piretro redujo la LC50 del piretro contra las larvas de C. quinquefasciatus de 0,132 mg/L a 0,107 mg/L, además, se utilizó un cálculo de SF de 1,23 en este estudio. 34,35,44]. Se evaluó la efectividad combinada del extracto de raíz de Solanum citron y varios insecticidas sintéticos (por ejemplo, fention, cipermetrina (un piretroide sintético) y timetofos (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 fruta amarilla mostró un efecto sinérgico sobre la cipermetrina en todas las proporciones. La proporción más efectiva fue la combinación binaria 1:1 con valores de 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-fention (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 carbaryl (un carbamato de amplio espectro) y la permetrina para los mosquitos Aedes. Aedes aegypti. Los resultados mostraron que el óxido de etileno del agar, la pimienta negra, el enebro, el helichrysum, el sándalo y el sésamo aumentaron la toxicidad del carbaryl para los mosquitos Aedes. Los valores SR de las larvas de Aedes aegypti varían de 1,0 a 7,0. En contraste, ninguno de los EO fue tóxico para los mosquitos Aedes adultos. En esta etapa, no se han reportado efectos sinérgicos para la combinación de Aedes aegypti y EO-carbaryl. Se utilizó PBO como control positivo para mejorar la toxicidad del carbaryl contra los mosquitos Aedes. Los valores SR de las larvas y adultos de Aedes aegypti son 4,9-9,5 y 2,3, respectivamente. Solo se probaron mezclas binarias de permetrina y EO o PBO para la actividad larvicida. La mezcla EO-permetrina tuvo un efecto antagónico, mientras que la mezcla PBO-permetrina tuvo un efecto sinérgico contra los mosquitos Aedes. Larvas de Aedes aegypti. Sin embargo, aún no se han realizado experimentos de respuesta a la dosis y evaluación SR para mezclas de PBO-permetrina. Aunque se han obtenido pocos resultados sobre los efectos sinérgicos de las combinaciones fitosintéticas contra los mosquitos vectores, estos datos respaldan los resultados existentes, lo que abre la posibilidad de añadir 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, los resultados inesperados del análisis sinérgico mostraron que el aceite de C. verum tuvo la mayor actividad antiadulta contra ambas cepas de Aedes. Sorprendentemente, el efecto tóxico de la permetrina sobre Aedes aegypti fue insatisfactorio. 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 asociada con el estado y desarrollo de resistencia. Hay diferencias entre los componentes principales y secundarios 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 el ciperno, el β-bisaboleno y el cinamaldehído, no se probaron en este trabajo para sus actividades antiadultos y sinérgicas contra Ae, respectivamente. Aedes aegypti. Por lo 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 de los insectos, que se puede simplificar y dividir en tres etapas: penetración en la piel del cuerpo del insecto y las membranas del órgano diana, activación (= interacción con el objetivo) y desintoxicación. sustancias tóxicas [57, 69]. Por lo tanto, el sinergismo de insecticidas que resulta en una mayor efectividad de las combinaciones tóxicas requiere al menos una de estas categorías, como una mayor penetración, una mayor activación de los compuestos acumulados o una menor reducción de la desintoxicación del ingrediente activo del plaguicida. 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 del insecticida observado en algunas cepas de insectos resistentes [70, 71]. La efectividad significativa de los EO 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] apoyaron los resultados de este estudio al demostrar una interacción sinérgica entre los EO y los plaguicidas sintéticos. aegypti, existe evidencia de actividad inhibitoria contra enzimas desintoxicantes, incluidas las monooxigenasas del citocromo P450 y las carboxilesterasas, que están estrechamente asociadas con el desarrollo de resistencia a los plaguicidas 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 los 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 en especies de insectos [22, 63, 73] y se ha informado que tiene efectos sinérgicos en varias áreas de investigación de actividad biológica [74]. ,75,76,77]. Además, el 1,8-cineol en combinación con varios fármacos, incluyendo curcumina [78], 5-fluorouracilo [79], ácido mefenámico [80] y 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 solo como ingrediente activo sino también como potenciador de la penetración. Debido a un mayor sinergismo con la permetrina, especialmente contra PMD-R, los efectos sinérgicos del aceite de galanga y el aceite de tricosante 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 del citocromo P450 y las carboxilesterasas. Sin embargo, estos aspectos requieren más estudio para dilucidar el papel específico del EO y sus compuestos aislados (solos o en combinación) en mecanismos sinérgicos.
En 1977, se reportaron 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 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 a su uso excesivo y persistente [14, 17, 83, 84, 85, 86]. Para combatir este problema, se recomienda rotar o reutilizar los plaguicidas desechados que fueron previamente efectivos 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 comerciales de control de plagas domésticas, que consisten principalmente en permetrina y otros piretroides [14, 17]. Por lo tanto, la reutilización exitosa de la permetrina requiere el desarrollo e 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, su combinación produjo impresionantes efectos sinérgicos. Esto indica que la interacción de los aceites esenciales con los mecanismos de resistencia hace que la combinación de permetrina con aceites esenciales sea más efectiva que el insecticida o los aceites esenciales por separado, particularmente contra Ae. Aedes aegypti PMD-R. 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 a una reducción de costos [33, 87]. A partir de estos resultados, es gratificante observar que los aceites esenciales de A. galanga y C. rotundus fueron significativamente más efectivos que el PBO para potenciar la toxicidad de la permetrina en cepas MCM-S y PMD-R, y representan una alternativa potencial a los métodos ergogénicos tradicionales.
Los aceites esenciales seleccionados mostraron efectos sinérgicos significativos al potenciar la toxicidad en adultos contra Ae. aegypti resistente a la permetrina (PMD-R), especialmente el aceite de galanga, con un valor SR de hasta 1233,33, lo que indica que este aceite esencial tiene un gran potencial como sinergista para mejorar la eficacia de la permetrina. Esto podría impulsar el uso de un nuevo producto natural activo, que en conjunto podría incrementar el uso de productos de control de mosquitos altamente efectivos. Asimismo, revela el potencial del óxido de etileno como sinergista 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 solo reduce la dependencia de materiales importados y costosos, sino que también estimula los esfuerzos locales para fortalecer los sistemas de salud pública.
Estos resultados demuestran 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 sinergista vegetal en el control de mosquitos, aumentando la eficacia de la permetrina contra estos insectos, especialmente en poblaciones resistentes. Futuros desarrollos e investigaciones requerirán bioanálisis sinérgico de aceites de galanga y alpinia y sus compuestos aislados, combinaciones de insecticidas de origen natural o sintético contra múltiples especies y estadios de mosquitos, y pruebas de toxicidad contra organismos no objetivo. Uso práctico del óxido de etileno como sinergista alternativo viable.
Organización Mundial de la Salud. Estrategia mundial para la prevención y el control del dengue 2012-2020. Ginebra: Organización Mundial de la Salud, 2012.
Weaver SC, Costa F., García-Blanco MA, Ko AI, Ribeiro GS, Saade G., et al. Virus Zika: historia, aparición, biología y perspectivas de control. Investigación antiviral. 2016;130:69–80.
Organización Mundial de la Salud. Hoja informativa sobre el dengue. 2016. http://www.searo.who.int/entity/vector_borne_tropical_diseases/data/data_factsheet/en/. Fecha de acceso: 20 de enero de 2017.
Departamento de Salud Pública. Situación actual de los casos de dengue y fiebre hemorrágica del dengue en Tailandia. 2016. http://www.m-society.go.th/article_attach/13996/17856.pdf. Fecha de acceso: 6 de enero de 2017.
Ooi EE, Goh CT, Gabler DJ. 35 años de prevención del dengue y control de vectores en Singapur. Enfermedad infecciosa repentina. 2006;12:887–93.
Morrison AC, Zielinski-Gutierrez E, Scott TW, Rosenberg R. Identificar desafíos y proponer soluciones para controlar los vectores virales del Aedes aegypti. PLOS Medicine. 2008;5:362–6.
Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. Fiebre del dengue, entomología y ecología. 2016. http://www.cdc.gov/dengue/entomologyecology/. Fecha de acceso: 6 de enero de 2017.
Ohimain EI, Angaye TKN, Bassey SE. Comparación de la actividad larvicida de hojas, corteza, tallos y raíces de Jatropa curcas (Euphorbiaceae) contra el vector de la malaria Anopheles gambiae. SZhBR. 2014;3:29-32.
Soleimani-Ahmadi M, Watandoust H, Zareh M. Características del hábitat de las larvas de Anopheles en áreas de malaria del programa de erradicación de la malaria en el sureste de Irán. Asia Pacific J Trop Biomed. 2014;4(Suppl 1):S73–80.
Bellini R, Zeller H, Van Bortel W. Revisión de los enfoques para el control de vectores, la prevención y el control de los brotes del virus del Nilo Occidental y los desafíos que enfrenta Europa. Parasites vector. 2014;7:323.
Muthusamy R., Shivakumar MS Selección y mecanismos moleculares de resistencia a la cipermetrina en orugas rojas (Amsacta albistriga Walker). Fisiología bioquímica de las plagas. 2014;117:54–61.
Ramkumar G., Shivakumar MS. Estudio de laboratorio sobre la resistencia a la permetrina y la resistencia cruzada de Culex quinquefasciatus a otros insecticidas. Centro de Investigación Palastor. 2015;114:2553–60.
Matsunaka S, Hutson DH, Murphy SD. Química de los plaguicidas: bienestar humano y medio ambiente, vol. 3: mecanismo de acción, metabolismo y toxicología. Nueva York: Pergamon Press, 1983.
Chareonviriyaphap T, Bangs MJ, Souvonkert V, Kongmi M, Korbel AV, Ngoen-Klan R. Una revisión de la resistencia a los insecticidas y la evitación conductual de los vectores de enfermedades humanas en Tailandia. Parasites vector. 2013;6:280.
Chareonviriyaphap T, Aum-Aung B, Ratanatham S. Patrones actuales de resistencia a los insecticidas entre los mosquitos vectores en Tailandia. Southeast Asia J Trop Med Public Health. 1999;30:184-94.
Chareonviriyaphap T, Bangs MJ, Ratanatham S. Estado de la malaria en Tailandia. Southeast Asia J Trop Med Public Health. 2000;31:225–37.
Plernsub S, Saingamsuk J, Yanola J, Lumjuan N, Thippavankosol P, Walton S, Somboon P. Frecuencia temporal de las mutaciones de resistencia al derribo F1534C y V1016G en mosquitos Aedes aegypti en Chiang Mai, Tailandia, y el impacto de las mutaciones en la eficacia de los aerosoles de niebla térmica que contienen piretroides. Aktatrop. 2016;162:125–32.
Vontas J, Kioulos E, Pavlidi N, Moru E, Della Torre A, Ranson H. Resistencia a insecticidas en los principales vectores del dengue, Aedes albopictus y Aedes aegypti. Fisiología bioquímica de las plagas. 2012;104:126–31.
Fecha de publicación: 8 de julio de 2024
