O efeito sinérgico dos óleos essenciais em adultos aumenta a toxicidade da permetrina contra Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) |

Em um projeto anterior que testou plantas locais de processamento de alimentos para mosquitos na Tailândia, os óleos essenciais (OEs) de Cyperus rotundus, galanga e canela demonstraram boa atividade antimosquito contra o Aedes aegypti. Na tentativa de reduzir o uso deinseticidase melhorar o controle de populações de mosquitos resistentes, este estudo teve como objetivo identificar o potencial sinergismo entre os efeitos adulticidas do óxido de etileno e a toxicidade da permetrina para mosquitos Aedes aegypti, incluindo cepas resistentes e sensíveis a piretróides.
Avaliar a composição química e a atividade letal do OE extraído dos rizomas de C. rotundus e A. galanga e da casca de C. verum contra a cepa suscetível Muang Chiang Mai (MCM-S) e a cepa resistente Pang Mai Dang (PMD-R). ) Adultos ativos de Aedes aegypti. Um bioensaio em adultos da mistura de OE e permetrina também foi realizado nesses mosquitos Aedes para entender sua atividade sinérgica. aegypti.
A caracterização química utilizando o método analítico GC-MS mostrou que 48 compostos foram identificados a partir dos OEs de C. rotundus, A. galanga e C. verum, representando 80,22%, 86,75% e 97,24% do total de componentes, respectivamente. Cipereno (14,04%), β-bisaboleno (18,27%) e cinamaldeído (64,66%) são os principais componentes do óleo de cyperus, óleo de galanga e óleo balsâmico, respectivamente. Em ensaios biológicos de extermínio de adultos, os VEs de C. rotundus, A. galanga e C. verum foram eficazes na eliminação de Ae. Os valores de LD50 de Ae. aegypti, MCM-S e PMD-R foram 10,05 e 9,57 μg/mg fêmea, 7,97 e 7,94 μg/mg fêmea e 3,30 e 3,22 μg/mg fêmea, respectivamente. A eficiência de Ae. MCM-S e PMD-R em matar adultos. aegypti nesses OEs foi próxima ao butóxido de piperonila (valores de PBO, LD50 = 6,30 e 4,79 μg/mg fêmea, respectivamente), mas não tão pronunciada quanto a permetrina (valores de LD50 = 0,44 e 3,70 ng/mg fêmea, respectivamente). No entanto, bioensaios de combinação encontraram sinergia entre OE e permetrina. Sinergismo significativo com permetrina contra duas cepas de mosquitos Aedes. Aedes aegypti foi observado no ME de C. rotundus e A. galanga. A adição de óleos de C. rotundus e A. galanga reduziu significativamente os valores de LD50 da permetrina no MCM-S de 0,44 para 0,07 ng/mg e 0,11 ng/mg em fêmeas, respectivamente, com valores de razão de sinergia (SR) de 6,28 e 4,00, respectivamente. Além disso, os OEs de C. rotundus e A. galanga também reduziram significativamente os valores de LD50 da permetrina no PMD-R de 3,70 para 0,42 ng/mg e 0,003 ng/mg em fêmeas, respectivamente, com valores de SR de 8,81 e 1233,33, respectivamente.
Efeito sinérgico de uma combinação de EO e permetrina para aumentar a toxicidade em adultos contra duas cepas de mosquitos Aedes. O Aedes aegypti demonstra um papel promissor para o óxido de etileno como sinérgico no aumento da eficácia antimosquito, especialmente onde os compostos tradicionais são ineficazes ou inadequados.
O mosquito Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) é o principal vetor da dengue e de outras doenças virais infecciosas, como febre amarela, chikungunya e vírus Zika, representando uma enorme e persistente ameaça aos humanos [1, 2]. O vírus da dengue é a febre hemorrágica patogênica mais grave que afeta os humanos, com uma estimativa de 5 a 100 milhões de casos ocorrendo anualmente e mais de 2,5 bilhões de pessoas em todo o mundo em risco [3]. Surtos dessa doença infecciosa representam um enorme fardo para as populações, sistemas de saúde e economias da maioria dos países tropicais [1]. De acordo com o Ministério da Saúde da Tailândia, houve 142.925 casos de dengue e 141 mortes relatadas em todo o país em 2015, mais de três vezes o número de casos e mortes em 2014 [4]. Apesar das evidências históricas, a dengue foi erradicada ou bastante reduzida pelo mosquito Aedes. Após o controle do Aedes aegypti [5], as taxas de infecção aumentaram drasticamente e a doença se espalhou pelo mundo, em parte devido a décadas de aquecimento global. A eliminação e o controle do Aedes aegypti são relativamente difíceis porque ele é um mosquito vetor doméstico que acasala, se alimenta, descansa e põe ovos dentro e ao redor de habitações humanas durante o dia. Além disso, esse mosquito tem a capacidade de se adaptar a mudanças ou perturbações ambientais causadas por eventos naturais (como a seca) ou medidas de controle humano, e pode retornar aos seus números originais [6, 7]. Como as vacinas contra a dengue foram aprovadas apenas recentemente e não há tratamento específico para a dengue, a prevenção e a redução do risco de transmissão da dengue dependem inteiramente do controle dos mosquitos vetores e da eliminação do contato humano com eles.
Em particular, o uso de produtos químicos para o controle de mosquitos desempenha agora um papel importante na saúde pública como um componente importante do manejo integrado abrangente de vetores. Os métodos químicos mais populares incluem o uso de inseticidas de baixa toxicidade que atuam contra larvas de mosquitos (larvicidas) e mosquitos adultos (adidocidas). O controle de larvas por meio da redução da fonte e do uso regular de larvicidas químicos, como organofosforados e reguladores de crescimento de insetos, é considerado importante. No entanto, os impactos ambientais adversos associados aos pesticidas sintéticos e sua manutenção complexa e trabalhosa continuam sendo uma grande preocupação [8, 9]. O controle ativo tradicional de vetores, como o controle de adultos, continua sendo o meio mais eficaz de controle durante surtos virais, pois pode erradicar vetores de doenças infecciosas rapidamente e em grande escala, bem como reduzir a expectativa de vida e a longevidade das populações locais de vetores [3]. , 10]. Quatro classes de inseticidas químicos: organoclorados (referidos apenas como DDT), organofosforados, carbamatos e piretróides formam a base dos programas de controle de vetores, sendo os piretróides considerados a classe mais bem-sucedida. Eles são altamente eficazes contra vários artrópodes e apresentam baixa toxicidade para mamíferos. Atualmente, os piretróides sintéticos constituem a maioria dos pesticidas comerciais, respondendo por cerca de 25% do mercado global de pesticidas [11, 12]. Permetrina e deltametrina são inseticidas piretróides de amplo espectro que têm sido usados ​​em todo o mundo há décadas para controlar uma variedade de pragas de importância agrícola e médica [13, 14]. Na década de 1950, o DDT foi selecionado como o produto químico de escolha para o programa nacional de controle de mosquitos de saúde pública da Tailândia. Após o uso generalizado de DDT em áreas endêmicas de malária, a Tailândia gradualmente eliminou o uso de DDT entre 1995 e 2000 e o substituiu por dois piretroides: permetrina e deltametrina [15, 16]. Esses inseticidas piretroides foram introduzidos no início da década de 1990 para controlar a malária e a dengue, principalmente por meio de tratamentos com mosquiteiros e o uso de névoas térmicas e sprays de ultrabaixa toxicidade [14, 17]. No entanto, eles perderam eficácia devido à forte resistência dos mosquitos e à falta de adesão do público devido a preocupações com a saúde pública e o impacto ambiental dos produtos químicos sintéticos. Isso representa desafios significativos para o sucesso dos programas de controle de vetores de ameaça [14, 18, 19]. Para tornar a estratégia mais eficaz, são necessárias contramedidas oportunas e apropriadas. Os procedimentos de manejo recomendados incluem a substituição de substâncias naturais, a rotação de produtos químicos de diferentes classes, a adição de agentes sinérgicos e a mistura de produtos químicos ou a aplicação simultânea de produtos químicos de diferentes classes [14, 20, 21]. Portanto, há uma necessidade urgente de encontrar e desenvolver uma alternativa e sinergética ecologicamente correta, conveniente e eficaz, e este estudo visa atender a essa necessidade.
Inseticidas de origem natural, especialmente aqueles à base de componentes vegetais, têm demonstrado potencial na avaliação de alternativas atuais e futuras de controle de mosquitos [22, 23, 24]. Vários estudos têm demonstrado que é possível controlar importantes vetores de mosquitos usando produtos vegetais, especialmente óleos essenciais (OEs), como exterminadores de adultos. Propriedades adulticidas contra algumas espécies importantes de mosquitos foram encontradas em muitos óleos vegetais, como aipo, cominho, zedoaria, anis, pimenta-de-cachimbo, tomilho, Schinus terebinthifolia, Cymbopogon citratus, Cymbopogon schoenanthus, Cymbopogon giganteus, Chenopodium ambrosioides, Cochlospermum planchonii, Eucalyptus ter eticornis, Eucalyptus citriodora, Cananga odorata e Petroselinum Criscum [25,26,27,28,29,30]. O óxido de etileno é atualmente utilizado não apenas isoladamente, mas também em combinação com substâncias extraídas de plantas ou pesticidas sintéticos existentes, produzindo graus variados de toxicidade. Combinações de inseticidas tradicionais, como organofosforados, carbamatos e piretróides, com óxido de etileno/extratos vegetais atuam sinergicamente ou antagonicamente em seus efeitos tóxicos e demonstraram ser eficazes contra vetores de doenças e pragas [31,32,33,34,35]. No entanto, a maioria dos estudos sobre os efeitos tóxicos sinérgicos de combinações de fitoquímicos com ou sem produtos químicos sintéticos foi conduzida em insetos vetores e pragas agrícolas, e não em mosquitos de importância médica. Além disso, a maior parte dos trabalhos sobre os efeitos sinérgicos de combinações de inseticidas sintéticos e vegetais contra mosquitos vetores tem se concentrado no efeito larvicida.
Em um estudo anterior conduzido pelos autores como parte de um projeto de pesquisa em andamento para triagem de intimicidas de plantas alimentícias indígenas na Tailândia, óxidos de etileno de Cyperus rotundus, galanga e canela foram encontrados para ter atividade potencial contra adultos Aedes. Egito [36]. Portanto, este estudo teve como objetivo avaliar a eficácia de OEs isolados dessas plantas medicinais contra mosquitos Aedes. aegypti, incluindo cepas resistentes e sensíveis a piretróides. O efeito sinérgico de misturas binárias de óxido de etileno e piretróides sintéticos com boa eficácia em adultos também foi analisado para reduzir o uso de inseticidas tradicionais e aumentar a resistência a mosquitos vetores, especialmente contra Aedes. Aedes aegypti. Este artigo relata a caracterização química de óleos essenciais eficazes e seu potencial para aumentar a toxicidade da permetrina sintética contra mosquitos Aedes. aegypti em cepas sensíveis a piretróides (MCM-S) e cepas resistentes (PMD-R).
Os rizomas de C. rotundus e A. galanga e a casca de C. verum (Fig. 1) utilizados na extração do óleo essencial foram adquiridos de fornecedores de medicamentos fitoterápicos na província de Chiang Mai, Tailândia. A identificação científica dessas plantas foi realizada por meio de consulta com o Sr. James Franklin Maxwell, botânico de herbário do Departamento de Biologia da Faculdade de Ciências da Universidade de Chiang Mai (CMU), província de Chiang Mai, Tailândia, e com a cientista Wannari Charoensap. Espécimes de cada planta, coletados em vouchers, estão armazenados no Departamento de Parasitologia da Faculdade de Medicina da Universidade Carnegie Mellon para uso futuro.
Amostras de plantas foram secas à sombra individualmente por 3–5 dias em um espaço aberto com ventilação ativa e uma temperatura ambiente de aproximadamente 30 ± 5 °C para remover o teor de umidade antes da extração de óleos essenciais naturais (OEs). Um total de 250 g de cada material vegetal seco foi moído mecanicamente em um pó grosso e usado para isolar óleos essenciais (OEs) por destilação a vapor. O aparelho de destilação consistiu em uma manta de aquecimento elétrica, um balão de fundo redondo de 3000 mL, uma coluna de extração, um condensador e um dispositivo Cool Ace (Eyela Cool Ace CA-1112 CE, Tokyo Rikakikai Co. Ltd., Tóquio, Japão). Adicione 1600 ml de água destilada e 10-15 esferas de vidro ao balão e então aqueça-o a aproximadamente 100 °C usando um aquecedor elétrico por pelo menos 3 horas até que a destilação esteja completa e nenhum OE seja produzido. A camada de EO foi separada da fase aquosa usando um funil de separação, seca sobre sulfato de sódio anidro (Na2SO4) e armazenada em um frasco marrom selado a 4°C até que a composição química e a atividade adulta fossem examinadas.
A composição química dos óleos essenciais foi realizada simultaneamente ao bioensaio para a substância adulta. A análise qualitativa foi realizada utilizando um sistema GC-MS composto por um cromatógrafo a gás Hewlett-Packard (Wilmington, CA, EUA) 7890A equipado com um detector seletivo de massas de quadrupolo único (Agilent Technologies, Wilmington, CA, EUA) e um MSD 5975C (EI). (Agilent Technologies).
Coluna cromatográfica – DB-5MS (30 m × DI 0,25 mm × espessura do filme 0,25 µm). O tempo total de execução do GC-MS foi de 20 minutos. As condições de análise são que as temperaturas do injetor e da linha de transferência são 250 e 280 °C, respectivamente; a temperatura do forno é ajustada para aumentar de 50 °C para 250 °C a uma taxa de 10 °C/min, o gás de arraste é hélio; taxa de fluxo de 1,0 ml/min; o volume de injeção é 0,2 µL (1/10% em volume em CH2Cl2, razão de divisão 100:1); Um sistema de ionização de elétrons com uma energia de ionização de 70 eV é usado para detecção por GC-MS. A faixa de aquisição é de 50–550 unidades de massa atômica (uam) e a velocidade de varredura é de 2,91 varreduras por segundo. As porcentagens relativas dos componentes são expressas como porcentagens normalizadas pela área do pico. A identificação dos ingredientes de EO é baseada em seu índice de retenção (IR). O IR foi calculado usando a equação de Van den Dool e Kratz [37] para a série de n-alcanos (C8-C40) e comparado com índices de retenção da literatura [38] e de bancos de dados de bibliotecas (NIST 2008 e Wiley 8NO8). A identidade dos compostos apresentados, como estrutura e fórmula molecular, foi confirmada por comparação com amostras autênticas disponíveis.
Os padrões analíticos para permetrina sintética e butóxido de piperonila (PBO, controle positivo em estudos de sinergia) foram adquiridos da Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, EUA). Os kits de teste para adultos da Organização Mundial da Saúde (OMS) e as doses diagnósticas de papel impregnado com permetrina (0,75%) foram adquiridos comercialmente do Centro de Controle de Vetores da OMS em Penang, Malásia. Todos os outros produtos químicos e reagentes utilizados eram de grau analítico e foram adquiridos de instituições locais na província de Chiang Mai, Tailândia.
Os mosquitos usados ​​como organismos de teste no bioensaio adulto eram mosquitos Aedes aegypti de laboratório que se reproduzem livremente, incluindo a cepa suscetível Muang Chiang Mai (MCM-S) e a cepa resistente Pang Mai Dang (PMD-R). A cepa MCM-S foi obtida de amostras locais coletadas na área de Muang Chiang Mai, província de Chiang Mai, Tailândia, e é mantida na sala de entomologia do Departamento de Parasitologia da Faculdade de Medicina da CMU, desde 1995 [39]. A cepa PMD-R, que se mostrou resistente à permetrina, foi isolada de mosquitos de campo coletados originalmente em Ban Pang Mai Dang, distrito de Mae Tang, província de Chiang Mai, Tailândia, e é mantida no mesmo instituto desde 1997 [40]. As cepas PMD-R foram cultivadas sob pressão seletiva para manter os níveis de resistência por exposição intermitente a 0,75% de permetrina usando o kit de detecção da OMS com algumas modificações [41]. Cada cepa de Ae. Aedes aegypti foi colonizado individualmente em um laboratório livre de patógenos a 25 ± 2 °C e 80 ± 10% de umidade relativa e um fotoperíodo claro/escuro de 14:10 h. Aproximadamente 200 larvas foram mantidas em bandejas plásticas (33 cm de comprimento, 28 cm de largura e 9 cm de altura) preenchidas com água da torneira a uma densidade de 150–200 larvas por bandeja e alimentadas duas vezes ao dia com biscoitos caninos esterilizados. Os vermes adultos foram mantidos em gaiolas úmidas e alimentados continuamente com uma solução aquosa de sacarose a 10% e uma solução de xarope multivitamínico a 10%. As fêmeas dos mosquitos sugam sangue regularmente para depositar ovos. Fêmeas de dois a cinco dias de idade que não foram alimentadas com sangue podem ser usadas continuamente em ensaios biológicos experimentais com adultos.
Um bioensaio de resposta à dose-mortalidade de EO foi realizado em fêmeas adultas de mosquitos Aedes aegypti, MCM-S e PMD-R usando um método tópico modificado de acordo com o protocolo padrão da OMS para testes de suscetibilidade [42]. O EO de cada planta foi diluído em série com um solvente adequado (por exemplo, etanol ou acetona) para obter uma série graduada de 4 a 6 concentrações. Após anestesia com dióxido de carbono (CO2), os mosquitos foram pesados ​​individualmente. Os mosquitos anestesiados foram então mantidos imóveis em papel de filtro seco em uma placa fria personalizada sob um estereomicroscópio para evitar reativação durante o procedimento. Para cada tratamento, 0,1 μl de solução de EO foi aplicado no pronoto superior da fêmea usando um microdispensador portátil Hamilton (700 Series Microliter™, Hamilton Company, Reno, NV, EUA). Vinte e cinco fêmeas foram tratadas com cada concentração, com mortalidade variando de 10% a 95% para pelo menos 4 concentrações diferentes. Mosquitos tratados com solvente serviram como controle. Para evitar a contaminação das amostras de teste, substitua o papel de filtro por um novo papel de filtro para cada EO testado. As doses usadas nesses bioensaios são expressas em microgramas de EO por miligrama de peso corporal da fêmea viva. A atividade do PBO adulto também foi avaliada de maneira semelhante ao EO, com o PBO usado como controle positivo em experimentos sinérgicos. Os mosquitos tratados em todos os grupos foram colocados em copos plásticos e receberam 10% de sacarose mais 10% de xarope multivitamínico. Todos os bioensaios foram realizados a 25 ± 2 °C e 80 ± 10% de umidade relativa e repetidos quatro vezes com os controles. A mortalidade durante o período de criação de 24 horas foi verificada e confirmada pela falta de resposta do mosquito à estimulação mecânica e então registrada com base na média de quatro repetições. Os tratamentos experimentais foram repetidos quatro vezes para cada amostra de teste usando diferentes lotes de mosquitos. Os resultados foram resumidos e usados ​​para calcular a taxa de mortalidade percentual, que foi usada para determinar a dose letal de 24 horas por análise de probit.
O efeito anticida sinérgico do EO e da permetrina foi avaliado usando um procedimento de ensaio de toxicidade local [42] conforme descrito anteriormente. Use acetona ou etanol como solvente para preparar permetrina na concentração desejada, bem como uma mistura binária de EO e permetrina (EO-permetrina: permetrina misturada com EO na concentração LD25). Os kits de teste (permetrina e EO-permetrina) foram avaliados contra as cepas MCM-S e PMD-R de Ae. Aedes aegypti. Cada um dos 25 mosquitos fêmeas recebeu quatro doses de permetrina para testar sua eficácia em matar adultos, com cada tratamento repetido quatro vezes. Para identificar sinergistas de EO candidatos, 4 a 6 doses de EO-permetrina foram administradas a cada um dos 25 mosquitos fêmeas, com cada aplicação repetida quatro vezes. O tratamento com PBO-permetrina (permetrina misturada com concentração LD25 de PBO) também serviu como controle positivo. As doses utilizadas nesses bioensaios são expressas em nanogramas de amostra de teste por miligrama de peso corporal da fêmea viva. Quatro avaliações experimentais para cada cepa de mosquito foram conduzidas em lotes criados individualmente, e os dados de mortalidade foram reunidos e analisados ​​usando o Probit para determinar uma dose letal em 24 horas.
A taxa de mortalidade foi ajustada usando a fórmula de Abbott [43]. Os dados ajustados foram analisados ​​por análise de regressão Probit usando o programa de estatística computacional SPSS (versão 19.0). Os valores letais de 25%, 50%, 90%, 95% e 99% (LD25, LD50, LD90, LD95 e LD99, respectivamente) foram calculados usando os intervalos de confiança de 95% correspondentes (IC 95%). As medidas de significância e diferenças entre as amostras de teste foram avaliadas usando o teste qui-quadrado ou o teste U de Mann-Whitney dentro de cada ensaio biológico. Os resultados foram considerados estatisticamente significativos em P< 0,05. O coeficiente de resistência (RR) é estimado no nível LD50 usando a seguinte fórmula [12]:
RR > 1 indica resistência e RR ≤ 1 indica sensibilidade. O valor da razão de sinergia (RS) de cada candidato a sinergista é calculado da seguinte forma [34, 35, 44]:
Este fator divide os resultados em três categorias: um valor de SR de 1±0,05 é considerado sem efeito aparente, um valor de SR de >1,05 é considerado como tendo efeito sinérgico e um valor de SR de Um óleo líquido amarelo claro pode ser obtido por destilação a vapor dos rizomas de C. rotundus e A. galanga e da casca de C. verum. Os rendimentos calculados em peso seco foram 0,15%, 0,27% (p/p) e 0,54% (v/v). p) respectivamente (Tabela 1). O estudo de GC-MS da composição química dos óleos de C. rotundus, A. galanga e C. verum mostrou a presença de 19, 17 e 21 compostos, que representaram 80,22, 86,75 e 97,24% de todos os componentes, respectivamente (Tabela 2). Os compostos do óleo de rizoma de C. lucidum consistem principalmente de ciperoneno (14,04%), seguido por carraleno (9,57%), α-capselan (7,97%) e α-capselan (7,53%). O principal componente químico do óleo de rizoma de galanga é o β-bisaboleno (18,27%), seguido por α-bergamoteno (16,28%), 1,8-cineol (10,17%) e piperonol (10,09%). Enquanto o cinamaldeído (64,66%) foi identificado como o principal componente do óleo da casca de C. verum, o acetato cinâmico (6,61%), o α-copaeno (5,83%) e o 3-fenilpropionaldeído (4,09%) foram considerados ingredientes secundários. As estruturas químicas de ciperne, β-bisabolene e cinamaldeído são os principais compostos de C. rotundus, A. galanga e C. verum, respectivamente, conforme mostrado na Figura 2.
Resultados de três OOs avaliaram a atividade adulta contra mosquitos Aedes. Os mosquitos aegypti são mostrados na Tabela 3. Todos os OEs apresentaram efeitos letais em mosquitos Aedes MCM-S em diferentes tipos e doses. Aedes aegypti. O OE mais eficaz é o C. verum, seguido por A. galanga e C. rotundus com valores de DL50 de 3,30, 7,97 e 10,05 μg/mg fêmeas MCM-S respectivamente, ligeiramente superiores a 3,22 (U = 1), Z = -0,775, P = 0,667), 7,94 (U = 2, Z = 0, P = 1) e 9,57 (U = 0, Z = -1,549, P = 0,333) μg/mg PMD -R em mulheres. Isso corresponde ao PBO tendo um efeito adulto ligeiramente maior sobre PMD-R do que a cepa MSM-S, com valores de LD50 de 4,79 e 6,30 μg/mg fêmeas, respectivamente (U = 0, Z = -2,021, P = 0,057). ). Pode-se calcular que os valores de LD50 de C. verum, A. galanga, C. rotundus e PBO contra PMD-R são aproximadamente 0,98, 0,99, 0,95 e 0,76 vezes menores do que aqueles contra MCM-S, respectivamente. Assim, isso indica que a suscetibilidade a PBO e EO é relativamente semelhante entre as duas cepas de Aedes. Embora PMD-R tenha sido mais suscetível do que MCM-S, a sensibilidade de Aedes aegypti não foi significativa. Em contraste, as duas cepas de Aedes diferiram muito em sua sensibilidade à permetrina. aegypti (Tabela 4). O PMD-R demonstrou resistência significativa à permetrina (valor de LD50 = 0,44 ng/mg em mulheres), com um valor de LD50 maior, de 3,70, em comparação ao MCM-S (valor de LD50 = 0,44 ng/mg em mulheres) (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029). Embora o PMD-R seja muito menos sensível à permetrina do que o MCM-S, sua sensibilidade ao PBO e aos óleos de C. verum, A. galanga e C. rotundus é ligeiramente maior que a do MCM-S.
Conforme observado no bioensaio em população adulta da combinação de EO-permetrina, misturas binárias de permetrina e EO (LD25) apresentaram sinergia (valor de SR > 1,05) ou nenhum efeito (valor de SR = 1 ± 0,05). Efeitos complexos em adultos de uma mistura de EO-permetrina em mosquitos albinos experimentais. As cepas MCM-S e PMD-R de Aedes aegypti são mostradas na Tabela 4 e na Figura 3. A adição de óleo de C. verum reduziu ligeiramente a LD50 da permetrina contra MCM-S e aumentou ligeiramente a LD50 contra PMD-R para 0,44–0,42 ng/mg em mulheres e de 3,70 para 3,85 ng/mg em mulheres, respectivamente. Em contraste, a adição dos óleos de C. rotundus e A. galanga reduziu significativamente a DL50 da permetrina no MCM-S de 0,44 para 0,07 (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) e para 0,11 (U = 0, Z) = -2,309, P = 0,029) ng/mg em mulheres. Com base nos valores de DL50 do MCM-S, os valores de SR da mistura de EO-permetrina após a adição dos óleos de C. rotundus e A. galanga foram de 6,28 e 4,00, respectivamente. Consequentemente, a DL50 da permetrina contra PMD-R diminuiu significativamente de 3,70 para 0,42 (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) e para 0,003 com a adição dos óleos de C. rotundus e A. galanga (U = 0, Z = -2,337, P = 0,029) ng/mg de fêmea. O valor de SR da permetrina combinada com C. rotundus contra PMD-R foi de 8,81, enquanto o valor de SR da mistura galanga-permetrina foi de 1233,33. Em relação ao MCM-S, o valor de DL50 do controle positivo PBO diminuiu de 0,44 para 0,26 ng/mg (fêmeas) e de 3,70 ng/mg (fêmeas) para 0,65 ng/mg (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) e PMD-R (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029). Os valores de SR da mistura PBO-permetrina para as cepas MCM-S e PMD-R foram 1,69 e 5,69, respectivamente. Esses resultados indicam que os óleos de C. rotundus e A. galanga e PBO aumentam a toxicidade da permetrina em maior extensão do que o óleo de C. verum para as cepas MCM-S e PMD-R.
Atividade adulta (DL50) de EO, PBO, permetrina (PE) e suas combinações contra cepas sensíveis (MCM-S) e resistentes (PMD-R) de mosquitos Aedes aegypti.
[45]. Piretroides sintéticos são usados ​​mundialmente para controlar quase todos os artrópodes de importância agrícola e médica. No entanto, devido às consequências prejudiciais do uso de inseticidas sintéticos, especialmente em termos do desenvolvimento e da resistência generalizada de mosquitos, bem como do impacto na saúde e no meio ambiente a longo prazo, há agora uma necessidade urgente de reduzir o uso de inseticidas sintéticos tradicionais e desenvolver alternativas [35, 46, 47]. Além de proteger o meio ambiente e a saúde humana, as vantagens dos inseticidas botânicos incluem alta seletividade, disponibilidade global e facilidade de produção e uso, tornando-os mais atraentes para o controle de mosquitos [32,48, 49]. Este estudo, além de elucidar as características químicas de óleos essenciais eficazes por meio da análise de GC-MS, também avaliou a potência de óleos essenciais adultos e sua capacidade de aumentar a toxicidade da permetrina sintética. aegypti em cepas sensíveis a piretróides (MCM-S) e cepas resistentes (PMD-R).
A caracterização por GC-MS mostrou que o cypern (14,04%), β-bisabolene (18,27%) e o cinamaldeído (64,66%) foram os principais componentes dos óleos de C. rotundus, A. galanga e C. verum, respectivamente. Esses produtos químicos demonstraram diversas atividades biológicas. Ahn et al. [50] relataram que o 6-acetoxicipereno, isolado do rizoma de C. rotundus, atua como um composto antitumoral e pode induzir apoptose dependente de caspase em células de câncer de ovário. O β-bisabolene, extraído do óleo essencial da árvore de mirra, exibe citotoxicidade específica contra células tumorais mamárias humanas e de camundongo, tanto in vitro quanto in vivo [51]. O cinamaldeído, obtido de extratos naturais ou sintetizado em laboratório, foi relatado como tendo atividades inseticidas, antibacterianas, antifúngicas, anti-inflamatórias, imunomoduladoras, anticancerígenas e antiangiogênicas [52].
Os resultados do bioensaio de atividade adulta dependente da dose mostraram um bom potencial dos OEs testados e mostraram que as cepas de mosquito Aedes MCM-S e PMD-R apresentaram suscetibilidade semelhante a OE e PBO. Aedes aegypti. Uma comparação da eficácia do OE e da permetrina mostrou que esta última tem um efeito alercida mais forte: os valores de DL50 são 0,44 e 3,70 ng/mg em fêmeas para as cepas MCM-S e PMD-R, respectivamente. Essas descobertas são apoiadas por muitos estudos que mostram que pesticidas naturais, especialmente produtos derivados de plantas, são geralmente menos eficazes do que substâncias sintéticas [31, 34, 35, 53, 54]. Isso pode ocorrer porque o primeiro é uma combinação complexa de ingredientes ativos ou inativos, enquanto o último é um único composto ativo purificado. No entanto, a diversidade e a complexidade de ingredientes ativos naturais com diferentes mecanismos de ação podem aumentar a atividade biológica ou dificultar o desenvolvimento de resistência em populações hospedeiras [55, 56, 57]. Muitos pesquisadores relataram o potencial antimosquito de C. verum, A. galanga e C. rotundus e seus componentes, como β-bisabolene, cinamaldeído e 1,8-cineol [22, 36, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64]. No entanto, uma revisão da literatura revelou que não houve relatos anteriores de seu efeito sinérgico com permetrina ou outros inseticidas sintéticos contra mosquitos Aedes. Aedes aegypti.
Neste estudo, diferenças significativas na suscetibilidade à permetrina foram observadas entre as duas cepas de Aedes. Aedes aegypti. MCM-S é sensível à permetrina, enquanto PMD-R é muito menos sensível a ela, com uma taxa de resistência de 8,41. Comparado à sensibilidade de MCM-S, PMD-R é menos sensível à permetrina, mas mais sensível ao EO, fornecendo uma base para estudos futuros que visam aumentar a eficácia da permetrina combinando-a com EO. Um bioensaio baseado em combinação sinérgica para efeitos em adultos mostrou que misturas binárias de EO e permetrina reduziram ou aumentaram a mortalidade de adultos de Aedes. Aedes aegypti. A adição de óleo de C. verum diminuiu ligeiramente a DL50 da permetrina contra MCM-S, mas aumentou ligeiramente a DL50 contra PMD-R com valores de SR de 1,05 e 0,96, respectivamente. Isso indica que o óleo de C. verum não tem efeito sinérgico ou antagônico sobre a permetrina quando testado em MCM-S e PMD-R. Em contraste, os óleos de C. rotundus e A. galanga mostraram um efeito sinérgico significativo ao reduzir significativamente os valores de DL50 da permetrina em MCM-S ou PMD-R. Quando a permetrina foi combinada com EO de C. rotundus e A. galanga, os valores de SR da mistura EO-permetrina para MCM-S foram 6,28 e 4,00, respectivamente. Além disso, quando a permetrina foi avaliada contra PMD-R em combinação com C. rotundus (SR = 8,81) ou A. galanga (SR = 1233,33), os valores de SR aumentaram significativamente. Vale ressaltar que tanto C. rotundus quanto A. galanga aumentaram significativamente a toxicidade da permetrina contra PMD-R Ae. aegypti. Da mesma forma, constatou-se que o PBO aumenta a toxicidade da permetrina com valores de SR de 1,69 e 5,69 para as cepas MCM-S e PMD-R, respectivamente. Como C. rotundus e A. galanga apresentaram os maiores valores de SR, foram considerados os melhores sinergistas no aumento da toxicidade da permetrina em MCM-S e PMD-R, respectivamente.
Vários estudos anteriores relataram o efeito sinérgico de combinações de inseticidas sintéticos e extratos de plantas contra várias espécies de mosquitos. Um bioensaio larvicida contra Anopheles Stephensi estudado por Kalayanasundaram e Das [65] mostrou que o fention, um organofosforado de amplo espectro, foi associado a Cleodendron inerme, Pedalium murax e Parthenium hysterophorus. Foi observada sinergia significativa entre os extratos com um efeito sinérgico (SF) de 1,31, 1,38, 1,40, 1,48, 1,61 e 2,23, respectivamente. Em uma triagem larvicida de 15 espécies de mangue, o extrato de éter de petróleo de raízes de manguezais foi considerado mais eficaz contra Culex quinquefasciatus com um valor de CL50 de 25,7 mg/L [66]. O efeito sinérgico deste extrato e do inseticida botânico piretro também foi relatado para reduzir a CL50 do piretro contra larvas de C. quinquefasciatus de 0,132 mg/L para 0,107 mg/L, além disso, um cálculo de SF de 1,23 foi usado neste estudo. 34,35,44]. A eficácia combinada do extrato da raiz de Solanum cidra e vários inseticidas sintéticos (por exemplo, fention, cipermetrina (um piretroide sintético) e timetfos (um larvicida organofosforado)) contra mosquitos Anopheles foi avaliada. Stephensi [54] e C. quinquefasciatus [34]. O uso combinado de cipermetrina e extrato de éter de petróleo de frutas amarelas mostrou um efeito sinérgico sobre a cipermetrina em todas as proporções. A proporção mais eficaz foi a combinação binária 1:1 com valores de LC50 e SF de 0,0054 ppm e 6,83, respectivamente, em relação a An. Stephen West [54]. Enquanto uma mistura binária 1:1 de S. xanthocarpum e temephos foi antagônica (SF = 0,6406), a combinação S. xanthocarpum-fenthion (1:1) exibiu atividade sinérgica contra C. quinquefasciatus com um SF de 1,3125 [34]]. Tong e Blomquist [35] estudaram os efeitos do óxido de etileno vegetal na toxicidade do carbaril (um carbamato de amplo espectro) e da permetrina para os mosquitos Aedes. Aedes aegypti. Os resultados mostraram que o óxido de etileno do ágar, pimenta-do-reino, zimbro, helichrysum, sândalo e gergelim aumentou a toxicidade do carbaril para os mosquitos Aedes. Os valores de SR de larvas de Aedes aegypti variam de 1,0 a 7,0. Em contraste, nenhum dos OEs foi tóxico para mosquitos Aedes adultos. Nesta fase, nenhum efeito sinérgico foi relatado para a combinação de Aedes aegypti e EO-carbaril. PBO foi usado como controle positivo para aumentar a toxicidade do carbaril contra mosquitos Aedes. Os valores de SR de larvas e adultos de Aedes aegypti são 4,9-9,5 e 2,3, respectivamente. Apenas misturas binárias de permetrina e EO ou PBO foram testadas para atividade larvicida. A mistura EO-permetrina teve um efeito antagônico, enquanto a mistura PBO-permetrina teve um efeito sinérgico contra mosquitos Aedes. Larvas de Aedes aegypti. No entanto, experimentos de resposta à dose e avaliação de SR para misturas de PBO-permetrina ainda não foram realizados. Embora poucos resultados tenham sido alcançados em relação aos efeitos sinérgicos de combinações fitossintéticas contra mosquitos vetores, esses dados corroboram os resultados existentes, que abrem a perspectiva de adicionar sinergistas não apenas para reduzir a dose aplicada, mas também para aumentar o efeito de eliminação. Eficiência de insetos. Além disso, os resultados deste estudo demonstraram pela primeira vez que os óleos de C. rotundus e A. galanga exercem sinergicamente eficácia significativamente maior contra cepas de mosquitos Aedes suscetíveis e resistentes a piretróides em comparação com o PBO quando combinados com toxicidade por permetrina. Aedes aegypti. No entanto, resultados inesperados da análise sinérgica mostraram que o óleo de C. verum teve a maior atividade antiadulta contra ambas as cepas de Aedes. Surpreendentemente, o efeito tóxico da permetrina sobre o Aedes aegypti foi insatisfatório. Variações nos efeitos tóxicos e efeitos sinérgicos podem ser devidas, em parte, à exposição a diferentes tipos e níveis de componentes bioativos nesses óleos.
Apesar dos esforços para entender como melhorar a eficiência, os mecanismos sinérgicos permanecem obscuros. Possíveis razões para a eficácia e o potencial sinérgico diferentes podem incluir diferenças na composição química dos produtos testados e diferenças na suscetibilidade do mosquito associadas ao estado de resistência e desenvolvimento. Há diferenças entre os componentes principais e secundários de óxido de etileno testados neste estudo, e alguns desses compostos demonstraram ter efeitos repelentes e tóxicos contra uma variedade de pragas e vetores de doenças [61,62,64,67,68]. No entanto, os principais compostos caracterizados nos óleos de C. rotundus, A. galanga e C. verum, como cypern, β-bisabolene e cinamaldeído, não foram testados neste artigo quanto às suas atividades antiadultas e sinérgicas contra Ae, respectivamente. Aedes aegypti. Portanto, estudos futuros são necessários para isolar os ingredientes ativos presentes em cada óleo essencial e elucidar sua eficácia inseticida e interações sinérgicas contra esse mosquito vetor. Em geral, a atividade inseticida depende da ação e reação entre venenos e tecidos de insetos, que podem ser simplificados e divididos em três etapas: penetração na pele do corpo do inseto e membranas de órgãos-alvo, ativação (= interação com o alvo) e desintoxicação de substâncias tóxicas [57, 69]. Portanto, o sinergismo de inseticidas resultando em maior eficácia de combinações tóxicas requer pelo menos uma dessas categorias, como maior penetração, maior ativação de compostos acumulados ou menor redução da desintoxicação do ingrediente ativo do pesticida. Por exemplo, a tolerância à energia atrasa a penetração da cutícula através de uma cutícula espessada e a resistência bioquímica, como o metabolismo inseticida aprimorado observado em algumas cepas de insetos resistentes [70, 71]. A eficácia significativa dos OEs em aumentar a toxicidade da permetrina, especialmente contra PMD-R, pode indicar uma solução para o problema da resistência a inseticidas por meio da interação com mecanismos de resistência [57, 69, 70, 71]. Tong e Blomquist [35] corroboraram os resultados deste estudo demonstrando uma interação sinérgica entre OEs e pesticidas sintéticos. aegypti, há evidências de atividade inibitória contra enzimas desintoxicantes, incluindo monooxigenases e carboxilesterases do citocromo P450, que estão intimamente associadas ao desenvolvimento de resistência a pesticidas tradicionais. O PBO não é apenas considerado um inibidor metabólico da monooxigenase do citocromo P450, mas também melhora a penetração de inseticidas, conforme demonstrado por seu uso como controle positivo em estudos sinérgicos [35, 72]. Curiosamente, o 1,8-cineol, um dos componentes importantes encontrados no óleo de galanga, é conhecido por seus efeitos tóxicos em espécies de insetos [22, 63, 73] e foi relatado como tendo efeitos sinérgicos em diversas áreas de pesquisa de atividade biológica [74]. . ,75,76,77]. Além disso, o 1,8-cineol em combinação com vários fármacos, incluindo curcumina [78], 5-fluorouracila [79], ácido mefenâmico [80] e zidovudina [81], também apresenta um efeito promotor de permeação in vitro. Assim, o possível papel do 1,8-cineol na ação inseticida sinérgica não se dá apenas como ingrediente ativo, mas também como intensificador de penetração. Devido ao maior sinergismo com a permetrina, especialmente contra PMD-R, os efeitos sinérgicos do óleo de galanga e do óleo de trichosanthes observados neste estudo podem resultar de interações com mecanismos de resistência, ou seja, aumento da permeabilidade ao cloro. Os piretróides aumentam a ativação de compostos acumulados e inibem enzimas desintoxicantes, como as monooxigenases e carboxilesterases do citocromo P450. No entanto, esses aspectos requerem mais estudos para elucidar o papel específico do EO e de seus compostos isolados (isoladamente ou em combinação) nos mecanismos sinérgicos.
Em 1977, níveis crescentes de resistência à permetrina foram relatados nas principais populações de vetores na Tailândia e, nas décadas seguintes, o uso de permetrina foi amplamente substituído por outros produtos químicos piretroides, especialmente aqueles substituídos pela deltametrina [82]. No entanto, a resistência vetorial à deltametrina e a outras classes de inseticidas é extremamente comum em todo o país devido ao uso excessivo e persistente [14, 17, 83, 84, 85, 86]. Para combater esse problema, recomenda-se a rotação ou a reutilização de pesticidas descartados que eram anteriormente eficazes e menos tóxicos para mamíferos, como a permetrina. Atualmente, embora o uso de permetrina tenha sido reduzido em programas recentes de controle de mosquitos do governo nacional, a resistência à permetrina ainda pode ser encontrada em populações de mosquitos. Isso pode ser devido à exposição dos mosquitos a produtos comerciais de controle de pragas domésticas, que consistem principalmente de permetrina e outros piretroides [14, 17]. Portanto, o reaproveitamento bem-sucedido da permetrina requer o desenvolvimento e a implementação de estratégias para reduzir a resistência vetorial. Embora nenhum dos óleos essenciais testados individualmente neste estudo tenha sido tão eficaz quanto a permetrina, o trabalho em conjunto com a permetrina resultou em efeitos sinérgicos impressionantes. Esta é uma indicação promissora de que a interação do OE com mecanismos de resistência resulta na combinação de permetrina com OE sendo mais eficaz do que o inseticida ou OE sozinho, particularmente contra PMD-R Ae. Aedes aegypti. Os benefícios das misturas sinérgicas no aumento da eficácia, apesar do uso de doses mais baixas para o controle de vetores, podem levar a um melhor manejo da resistência e à redução de custos [33, 87]. A partir desses resultados, é gratificante notar que os OEs de A. galanga e C. rotundus foram significativamente mais eficazes do que o PBO na sinergia da toxicidade da permetrina em cepas MCM-S e PMD-R e são uma alternativa potencial aos auxiliares ergogênicos tradicionais.
Os OEs selecionados apresentaram efeitos sinérgicos significativos no aumento da toxicidade em adultos contra PMD-R Ae. aegypti, especialmente o óleo de galanga, que apresenta um valor de SR de até 1233,33, indicando que o OE apresenta ampla promessa como sinérgico no aumento da eficácia da permetrina. Isso pode estimular o uso de um novo produto natural ativo, que, em conjunto, pode aumentar o uso de produtos altamente eficazes para o controle de mosquitos. Também revela o potencial do óxido de etileno como um sinérgico alternativo para melhorar efetivamente os inseticidas mais antigos ou tradicionais para tratar os problemas de resistência existentes nas populações de mosquitos. O uso de plantas prontamente disponíveis em programas de controle de mosquitos não apenas reduz a dependência de materiais importados e caros, mas também estimula os esforços locais para fortalecer os sistemas de saúde pública.
Estes resultados demonstram claramente o significativo efeito sinérgico produzido pela combinação de óxido de etileno e permetrina. Os resultados destacam o potencial do óxido de etileno como sinérgico vegetal no controle de mosquitos, aumentando a eficácia da permetrina contra mosquitos, especialmente em populações resistentes. Desenvolvimentos e pesquisas futuras exigirão bioanálises sinérgicas dos óleos de galanga e alpínia e seus compostos isolados, combinações de inseticidas de origem natural ou sintética contra múltiplas espécies e estágios de mosquitos, e testes de toxicidade contra organismos não alvo. O uso prático do óxido de etileno como um sinérgico alternativo viável.
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