Gràcies per visitar Nature.com. La versió del navegador que esteu utilitzant té compatibilitat limitada amb CSS. Per obtenir els millors resultats, us recomanem que utilitzeu una versió més recent del vostre navegador (o que desactiveu el mode de compatibilitat a l'Internet Explorer). Mentrestant, per garantir una assistència contínua, mostrem el lloc web sense estils ni JavaScript.
Les combinacions de compostos insecticides derivats de plantes poden presentar interaccions sinèrgiques o antagonistes contra les plagues. Atesa la ràpida propagació de malalties transmeses pels mosquits Aedes i la creixent resistència de les poblacions de mosquits Aedes als insecticides tradicionals, es van formular i provar vint-i-vuit combinacions de compostos terpènics basats en olis essencials vegetals contra les etapes larvàries i adultes d'Aedes aegypti. Inicialment es van avaluar cinc olis essencials vegetals (OE) per la seva eficàcia larvicida i per a ús adult, i es van identificar dos compostos principals a cada OE basant-se en els resultats de GC-MS. Es van comprar els principals compostos identificats, és a dir, disulfur de dial·lil, trisulfur de dial·lil, carvona, limonè, eugenol, metil eugenol, eucaliptol, eudesmol i alfa-pinè de mosquit. A continuació, es van preparar combinacions binàries d'aquests compostos utilitzant dosis subletals i es van provar i determinar els seus efectes sinèrgics i antagonistes. Les millors composicions larvicides s'obtenen barrejant limonè amb disulfur de dial·lil, i les millors composicions adulticides s'obtenen barrejant carvona amb limonè. El larvicida sintètic d'ús comercial Temphos i el fàrmac per a adults Malathion es van provar per separat i en combinacions binàries amb terpenoides. Els resultats van mostrar que la combinació de temefos i disulfur de dial·lil i malatió i eudesmol va ser la combinació més eficaç. Aquestes potents combinacions tenen potencial per al seu ús contra Aedes aegypti.
Els olis essencials vegetals (OE) són metabòlits secundaris que contenen diversos compostos bioactius i són cada cop més importants com a alternativa als pesticides sintètics. No només són respectuosos amb el medi ambient i fàcils d'utilitzar, sinó que també són una barreja de diferents compostos bioactius, cosa que també redueix la probabilitat de desenvolupar resistència als fàrmacs1. Mitjançant la tecnologia GC-MS, els investigadors van examinar els constituents de diversos olis essencials vegetals i van identificar més de 3.000 compostos de 17.500 plantes aromàtiques2, la majoria dels quals es van provar per a propietats insecticides i es diu que tenen efectes insecticides3,4. Alguns estudis destaquen que la toxicitat del component principal del compost és la mateixa o superior a la del seu òxid d'etilè cru. Però l'ús de compostos individuals pot deixar lloc al desenvolupament de resistència, com és el cas dels insecticides químics5,6. Per tant, l'enfocament actual se centra en la preparació de mescles de compostos a base d'òxid d'etilè per millorar l'eficàcia insecticida i reduir la probabilitat de resistència en les poblacions de plagues objectiu. Els compostos actius individuals presents als olis essencials poden presentar efectes sinèrgics o antagonistes en combinacions que reflecteixen l'activitat general de l'oli essencial, un fet que s'ha destacat àmpliament en estudis realitzats per investigadors anteriors7,8. El programa de control de vectors també inclou els olis essencials i els seus components. L'activitat mosquiticida dels olis essencials s'ha estudiat àmpliament en mosquits Culex i Anopheles. Diversos estudis han intentat desenvolupar pesticides eficaços combinant diverses plantes amb pesticides sintètics d'ús comercial per augmentar la toxicitat general i minimitzar els efectes secundaris9. Però els estudis d'aquests compostos contra Aedes aegypti continuen sent rars. Els avenços en la ciència mèdica i el desenvolupament de fàrmacs i vacunes han ajudat a combatre algunes malalties transmeses per vectors. Però la presència de diferents serotips del virus, transmesos pel mosquit Aedes aegypti, ha provocat el fracàs dels programes de vacunació. Per tant, quan es produeixen aquestes malalties, els programes de control de vectors són l'única opció per prevenir la propagació de la malaltia. En l'escenari actual, el control de l'Aedes aegypti és molt important, ja que és un vector clau de diversos virus i els seus serotips que causen la febre del dengue, el Zika, la febre hemorràgica del dengue, la febre groga, etc. El més destacable és el fet que el nombre de casos de gairebé totes les malalties transmeses per Aedes per vectors augmenta cada any a Egipte i augmenta a tot el món. Per tant, en aquest context, hi ha una necessitat urgent de desenvolupar mesures de control respectuoses amb el medi ambient i efectives per a les poblacions d'Aedes aegypti. Els candidats potencials en aquest sentit són els OE, els seus compostos constituents i les seves combinacions. Per tant, aquest estudi va intentar identificar combinacions sinèrgiques efectives de compostos clau d'OE vegetals de cinc plantes amb propietats insecticides (és a dir, menta, alfàbrega sagrada, eucaliptus tacat, Allium sulfur i melaleuca) contra l'Aedes aegypti.
Tots els OE seleccionats van demostrar una potencial activitat larvicida contra Aedes aegypti amb una CL50 de 24 h que oscil·lava entre 0,42 i 163,65 ppm. L'activitat larvicida més alta es va registrar per a l'OE de menta (Mp) amb un valor de CL50 de 0,42 ppm a les 24 h, seguit de l'all (As) amb un valor de CL50 de 16,19 ppm a les 24 h (Taula 1).
Amb l'excepció d'Ocimum Sainttum, OE d'Os, els altres quatre OE analitzats van mostrar efectes al·lergicides evidents, amb valors de LC50 que oscil·laven entre 23,37 i 120,16 ppm durant el període d'exposició de 24 hores. L'OE de Thymophilus striata (Cl) va ser més eficaç en la mort d'adults amb un valor de LC50 de 23,37 ppm dins de les 24 hores posteriors a l'exposició, seguit d'Eucalyptus maculata (Em), que va tenir un valor de LC50 de 101,91 ppm (Taula 1). D'altra banda, el valor de LC50 per a l'Os encara no s'ha determinat, ja que es va registrar la taxa de mortalitat més alta del 53% a la dosi més alta (Figura suplementària 3).
Els dos compostos constituents principals de cada EO es van identificar i seleccionar a partir dels resultats de la base de dades de la biblioteca NIST, el percentatge d'àrea del cromatograma GC i els resultats dels espectres MS (Taula 2). Per a l'EO As, els principals compostos identificats van ser el disulfur de dial·lil i el trisulfur de dial·lil; per a l'EO Mp, els principals compostos identificats van ser la carvona i el limonè; per a l'EO Em, els principals compostos identificats van ser l'eudesmol i l'eucaliptol; per a l'EO Os, els principals compostos identificats van ser l'eugenol i el metil eugenol, i per a l'EO Cl, els principals compostos identificats van ser l'eugenol i l'α-pinè (Figura 1, Figures suplementàries 5-8, Taula suplementària 1-5).
Resultats de l'espectrometria de masses dels principals terpenoides d'olis essencials seleccionats (A-disulfur de dial·lil; B-trisulfur de dial·lil; C-eugenol; D-metil eugenol; E-limonè; F-ceperona aromàtica; G-α-pinè; H-cineol; R-eudamol).
Es van identificar un total de nou compostos (disulfur de dial·lil, trisulfur de dial·lil, eugenol, metil eugenol, carvona, limonè, eucaliptol, eudesmol, α-pinè) com a compostos eficaços que són els components principals de l'EO i es van bioassajar individualment contra Aedes aegypti en estadis larvals. El compost eudesmol va tenir l'activitat larvicida més alta amb un valor de CL50 de 2,25 ppm després de 24 hores d'exposició. També s'ha trobat que els compostos disulfur de dial·lil i trisulfur de dial·lil tenen efectes larvicides potencials, amb dosis subletals mitjanes en el rang de 10-20 ppm. Es va tornar a observar una activitat larvicida moderada per als compostos eugenol, limonè i eucaliptol amb valors de CL50 de 63,35 ppm, 139,29 ppm i 181,33 ppm després de 24 hores, respectivament (Taula 3). No obstant això, no es va trobar cap potencial larvicida significatiu del metil eugenol i la carvona, fins i tot a les dosis més altes, per la qual cosa no es van calcular els valors de LC50 (Taula 3). El larvicida sintètic Temephos tenia una concentració letal mitjana de 0,43 ppm contra Aedes aegypti durant 24 hores d'exposició (Taula 3, Taula suplementària 6).
Es van identificar set compostos (disulfur de dial·lil, trisulfur de dial·lil, eucaliptol, α-pinè, eudesmol, limonè i carvona) com els principals compostos d'EO eficaç i es van provar individualment contra mosquits Aedes egipcis adults. Segons l'anàlisi de regressió Probit, es va trobar que l'Eudesmol tenia el potencial més alt amb un valor LC50 d'1,82 ppm, seguit de l'Eucaliptol amb un valor LC50 de 17,60 ppm en un temps d'exposició de 24 hores. Els cinc compostos restants provats van ser moderadament nocius per als adults amb LC50 que oscil·laven entre 140,79 i 737,01 ppm (Taula 3). El malatió organofosforat sintètic va ser menys potent que l'eudesmol i superior als altres sis compostos, amb un valor LC50 de 5,44 ppm durant el període d'exposició de 24 hores (Taula 3, Taula suplementària 6).
Es van seleccionar set potents compostos principals i el tamefosat organofosforat per formular combinacions binàries de les seves dosis de CL50 en una proporció 1:1. Es van preparar un total de 28 combinacions binàries i es va provar la seva eficàcia larvicida contra Aedes aegypti. Es va trobar que nou combinacions eren sinèrgiques, 14 combinacions eren antagonistes i cinc combinacions no eren larvicides. Entre les combinacions sinèrgiques, la combinació de disulfur de dial·lil i temofol va ser la més eficaç, amb una mortalitat del 100% observada després de 24 hores (Taula 4). De la mateixa manera, les mescles de limonè amb disulfur de dial·lil i eugenol amb timefòs van mostrar un bon potencial amb una mortalitat larvària observada del 98,3% (Taula 5). Les 4 combinacions restants, és a dir, eudesmol més eucaliptol, eudesmol més limonè, eucaliptol més alfa-pinè, alfa-pinè més temefòs, també van mostrar una eficàcia larvicida significativa, amb taxes de mortalitat observades superiors al 90%. La taxa de mortalitat esperada és propera al 60-75%. (Taula 4). No obstant això, la combinació de limonè amb α-pinè o eucaliptus va mostrar reaccions antagonistes. Així mateix, s'ha trobat que les mescles de Temephos amb eugenol o eucaliptus o eudesmol o trisulfur de dial·lil tenen efectes antagonistes. Així mateix, la combinació de disulfur de dial·lil i trisulfur de dial·lil i la combinació de qualsevol d'aquests compostos amb eudesmol o eugenol són antagonistes en la seva acció larvicida. També s'ha informat d'antagonisme amb la combinació d'eudesmol amb eugenol o α-pinè.
De totes les 28 mescles binàries provades per a l'activitat àcida en adults, 7 combinacions van ser sinèrgiques, 6 no van tenir cap efecte i 15 van ser antagonistes. Es va trobar que les mescles d'eudesmol amb eucaliptus i limonè amb carvona eren més efectives que altres combinacions sinèrgiques, amb taxes de mortalitat a 24 hores del 76% i el 100%, respectivament (Taula 5). S'ha observat que el malatió presenta un efecte sinèrgic amb totes les combinacions de compostos excepte el limonè i el trisulfur de dial·lil. D'altra banda, s'ha trobat antagonisme entre el disulfur de dial·lil i el trisulfur de dial·lil i la combinació de qualsevol d'ells amb eucaliptus, o eucaliptol, o carvona, o limonè. De la mateixa manera, les combinacions d'α-pinè amb eudesmol o limonè, eucaliptol amb carvona o limonè, i limonè amb eudesmol o malatió van mostrar efectes larvicides antagonistes. Per a les sis combinacions restants, no hi va haver cap diferència significativa entre la mortalitat esperada i la observada (Taula 5).
Basant-se en els efectes sinèrgics i les dosis subletals, finalment es va seleccionar i provar la seva toxicitat larvicida contra un gran nombre de mosquits Aedes aegypti. Els resultats van mostrar que la mortalitat larvària observada utilitzant les combinacions binàries eugenol-limonè, disulfur de dial·limonè i disulfur de dial·li-timefòs va ser del 100%, mentre que la mortalitat larvària esperada va ser del 76,48%, 72,16% i 63,4%, respectivament (Taula 6). La combinació de limonè i eudesmol va ser relativament menys efectiva, amb un 88% de mortalitat larvària observada durant el període d'exposició de 24 hores (Taula 6). En resum, les quatre combinacions binàries seleccionades també van demostrar efectes larvicides sinèrgics contra Aedes aegypti quan es van aplicar a gran escala (Taula 6).
Es van seleccionar tres combinacions sinèrgiques per al bioassaig adultocida per controlar grans poblacions d'Aedes aegypti adult. Per seleccionar combinacions per provar en grans colònies d'insectes, primer ens vam centrar en les dues millors combinacions de terpens sinèrgiques, és a dir, carvona més limonè i eucaliptol més eudesmol. En segon lloc, la millor combinació sinèrgica es va seleccionar a partir de la combinació de malatió organofosforat sintètic i terpenoides. Creiem que la combinació de malatió i eudesmol és la millor combinació per provar en grans colònies d'insectes a causa de la mortalitat observada més alta i els valors de LC50 molt baixos dels ingredients candidats. El malatió presenta sinergisme en combinació amb α-pinè, disulfur de dial·lil, eucaliptus, carvona i eudesmol. Però si mirem els valors de LC50, l'eudesmol té el valor més baix (2,25 ppm). Els valors de LC50 calculats de malatió, α-pinè, disulfur de dial·lil, eucaliptol i carvona van ser 5,4, 716,55, 166,02, 17,6 i 140,79 ppm, respectivament. Aquests valors indiquen que la combinació de malatió i eudesmol és la combinació òptima pel que fa a la dosi. Els resultats van mostrar que les combinacions de carvona més limonè i eudesmol més malatió van tenir una mortalitat observada del 100% en comparació amb una mortalitat esperada del 61% al 65%. Una altra combinació, eudesmol més eucaliptol, va mostrar una taxa de mortalitat del 78,66% després de 24 hores d'exposició, en comparació amb una taxa de mortalitat esperada del 60%. Les tres combinacions seleccionades van demostrar efectes sinèrgics fins i tot quan es van aplicar a gran escala contra l'Aedes aegypti adult (Taula 6).
En aquest estudi, alguns olis essencials vegetals com ara Mp, As, Os, Em i Cl van mostrar efectes letals prometedors sobre les etapes larvàries i adultes d'Aedes aegypti. L'oli essencial de Mp va tenir l'activitat larvicida més alta amb un valor de CL50 de 0,42 ppm, seguit dels oli essencials d'As, Os i Em amb un valor de CL50 inferior a 50 ppm després de 24 h. Aquests resultats són consistents amb estudis previs de mosquits i altres mosques dípteres10,11,12,13,14. Tot i que la potència larvicida del Cl és inferior a la d'altres olis essencials, amb un valor de CL50 de 163,65 ppm després de 24 hores, el seu potencial adult és el més alt amb un valor de CL50 de 23,37 ppm després de 24 hores. Els OE de Mp, As i Em també van mostrar un bon potencial al·lergicida amb valors de CL50 en el rang de 100-120 ppm a les 24 h d'exposició, però van ser relativament inferiors a la seva eficàcia larvicida. D'altra banda, l'OE Os va demostrar un efecte al·lergicida insignificant fins i tot a la dosi terapèutica més alta. Així, els resultats indiquen que la toxicitat de l'òxid d'etilè per a les plantes pot variar segons l'etapa de desenvolupament dels mosquits15. També depèn de la velocitat de penetració dels OE al cos de l'insecte, la seva interacció amb enzims diana específics i la capacitat de desintoxicació del mosquit en cada etapa de desenvolupament16. Un gran nombre d'estudis han demostrat que el compost component principal és un factor important en l'activitat biològica de l'òxid d'etilè, ja que representa la majoria dels compostos totals3,12,17,18. Per tant, vam considerar dos compostos principals en cada OE. Basant-se en els resultats de GC-MS, es va identificar el disulfur de dial·lil i el trisulfur de dial·lil com els principals compostos de l'EO As, la qual cosa és coherent amb informes anteriors19,20,21. Tot i que els informes anteriors indicaven que el mentol era un dels seus compostos principals, es van tornar a identificar la carvona i el limonè com els principals compostos de Mp EO22,23. El perfil de composició de l'Os EO va mostrar que l'eugenol i el metil eugenol són els principals compostos, la qual cosa és similar a les troballes d'investigadors anteriors16,24. S'ha informat que l'eucaliptol i l'eucaliptol són els principals compostos presents a l'oli de fulla d'Em, la qual cosa és coherent amb les troballes d'alguns investigadors25,26 però contrària a les troballes d'Olalade et al.27. Es va observar el domini del cineol i l'α-pinè a l'oli essencial de melaleuca, la qual cosa és similar a estudis anteriors28,29. En aquest estudi s'han reportat i també s'han observat diferències intraespecífiques en la composició i concentració dels olis essencials extrets de la mateixa espècie vegetal en diferents llocs, que estan influenciades per les condicions geogràfiques de creixement de la planta, el temps de collita, l'etapa de desenvolupament o l'edat de la planta, l'aparició de quimiotips, etc.22,30,31,32. Els compostos clau identificats es van comprar i es van provar els seus efectes larvicides i els efectes sobre els mosquits Aedes aegypti adults. Els resultats van mostrar que l'activitat larvicida del disulfur de dial·lil era comparable a la de l'EO As cru. Però l'activitat del trisulfur de dial·lil és superior a la de l'EO As. Aquests resultats són similars als obtinguts per Kimbaris et al. 33 sobre Culex Filipines. Tanmateix, aquests dos compostos no van mostrar una bona activitat autocida contra els mosquits objectiu, la qual cosa és coherent amb els resultats de Plata-Rueda et al. 34 sobre Tenebrio molitor. L'EO d'Os és eficaç contra l'etapa larvària d'Aedes aegypti, però no contra l'etapa adulta. S'ha establert que l'activitat larvicida dels principals compostos individuals és inferior a la de l'òxid d'etilè (Os EO) cru. Això implica un paper per a altres compostos i les seves interaccions en l'òxid d'etilè cru. El metil eugenol per si sol té una activitat insignificant, mentre que l'eugenol per si sol té una activitat larvicida moderada. Aquesta conclusió confirma, d'una banda,35,36, i de l'altra, contradiu les conclusions d'investigadors anteriors37,38. Les diferències en els grups funcionals de l'eugenol i el metileugenol poden donar lloc a diferents toxicitats per al mateix insecte objectiu39. Es va trobar que el limonè tenia una activitat larvicida moderada, mentre que l'efecte de la carvona era insignificant. De la mateixa manera, la toxicitat relativament baixa del limonè per als insectes adults i l'alta toxicitat de la carvona donen suport als resultats d'alguns estudis anteriors40 però en contradiuen d'altres41. La presència de dobles enllaços tant en posicions intracícliques com exocícliques pot augmentar els beneficis d'aquests compostos com a larvicides3,41, mentre que la carvona, que és una cetona amb carbonis alfa i beta insaturats, pot presentar un major potencial de toxicitat en adults42. Tanmateix, les característiques individuals del limonè i la carvona són molt inferiors al Mp total de l'EO (Taula 1, Taula 3). Entre els terpenoides provats, es va trobar que l'eudesmol tenia la major activitat larvicida i en adults amb un valor LC50 inferior a 2,5 ppm, cosa que el converteix en un compost prometedor per al control dels mosquits Aedes. El seu rendiment és millor que el de tot l'EO Em, tot i que això no és coherent amb les troballes de Cheng et al.40. L'eudesmol és un sesquiterpè amb dues unitats d'isoprè que és menys volàtil que els monoterpens oxigenats com l'eucaliptus i, per tant, té un major potencial com a pesticida. L'eucaliptol en si mateix té una major activitat adulta que larvicida, i els resultats d'estudis anteriors ho donen suport i ho refuten37,43,44. L'activitat per si sola és gairebé comparable a la de l'EO Cl sencer. Un altre monoterpè bicíclic, l'α-pinè, té menys efecte adult sobre l'Aedes aegypti que un efecte larvicida, que és el contrari de l'efecte de l'EO Cl complet. L'activitat insecticida global dels terpenoides està influenciada per la seva lipofilicitat, volatilitat, ramificació del carboni, àrea de projecció, superfície, grups funcionals i les seves posicions45,46. Aquests compostos poden actuar destruint acumulacions cel·lulars, bloquejant l'activitat respiratòria, interrompent la transmissió dels impulsos nerviosos, etc.47 Es va trobar que l'organofosfat sintètic Temephos tenia l'activitat larvicida més alta amb un valor LC50 de 0,43 ppm, cosa que concorda amb les dades de Lek -Utala48. L'activitat adulta del malatió organofosforat sintètic es va reportar a 5,44 ppm. Tot i que aquests dos organofosfats han mostrat respostes favorables contra soques de laboratori d'Aedes aegypti, s'ha reportat resistència dels mosquits a aquests compostos en diferents parts del món49. Tanmateix, no s'han trobat informes similars sobre el desenvolupament de resistència a les herbes medicinals50. Per tant, els productes botànics es consideren alternatives potencials als pesticides químics en els programes de control de vectors.
L'efecte larvicida es va provar en 28 combinacions binàries (1:1) preparades a partir de terpenoides potents i terpenoides amb timefòs, i es va trobar que 9 combinacions eren sinèrgiques, 14 antagonistes i 5 antagonistes. Cap efecte. D'altra banda, en el bioassaig de potència en adults, es va trobar que 7 combinacions eren sinèrgiques, 15 combinacions eren antagonistes i es va informar que 6 combinacions no tenien cap efecte. La raó per la qual certes combinacions produeixen un efecte sinèrgic pot ser deguda al fet que els compostos candidats interactuen simultàniament en diferents vies importants o a la inhibició seqüencial de diferents enzims clau d'una via biològica particular51. Es va trobar que la combinació de limonè amb disulfur de dial·lil, eucaliptus o eugenol era sinèrgica tant en aplicacions a petita com a gran escala (Taula 6), mentre que es va trobar que la seva combinació amb eucaliptus o α-pinè tenia efectes antagonistes sobre les larves. De mitjana, el limonè sembla ser un bon sinergista, possiblement a causa de la presència de grups metil, la bona penetració a l'estrat corni i un mecanisme d'acció diferent52,53. Anteriorment s'havia informat que el limonè pot causar efectes tòxics penetrant a les cutícules dels insectes (toxicitat per contacte), afectant el sistema digestiu (antialimentari) o afectant el sistema respiratori (activitat de fumigació), 54 mentre que els fenilpropanoides com l'eugenol poden afectar els enzims metabòlics 55. Per tant, les combinacions de compostos amb diferents mecanismes d'acció poden augmentar l'efecte letal global de la barreja. Es va trobar que l'eucaliptol era sinèrgic amb el disulfur de dial·lil, l'eucaliptus o l'α-pinè, però altres combinacions amb altres compostos eren no larvicides o antagonistes. Els primers estudis van mostrar que l'eucaliptol té activitat inhibidora sobre l'acetilcolinesterasa (AChE), així com sobre els receptors d'octaamina i GABA56. Com que els monoterpens cíclics, l'eucaliptol, l'eugenol, etc. poden tenir el mateix mecanisme d'acció que la seva activitat neurotòxica,57 minimitzant així els seus efectes combinats mitjançant la inhibició mútua. De la mateixa manera, es va trobar que la combinació de Temephos amb disulfur de dial·lil, α-pinè i limonè era sinèrgica, cosa que recolza informes anteriors d'un efecte sinèrgic entre productes a base d'herbes i organofosfats sintètics58.
Es va trobar que la combinació d'eudesmol i eucaliptol tenia un efecte sinèrgic sobre les etapes larvàries i adultes d'Aedes aegypti, possiblement a causa dels seus diferents modes d'acció a causa de les seves diferents estructures químiques. L'eudesmol (un sesquiterpè) pot afectar el sistema respiratori 59 i l'eucaliptol (un monoterpè) pot afectar l'acetilcolinesterasa 60. La coexposició dels ingredients a dos o més llocs diana pot augmentar l'efecte letal global de la combinació. En bioassajos de substàncies en adults, es va trobar que el malatió era sinèrgic amb la carvona o l'eucaliptol o l'eucaliptol o el disulfur de dial·lil o l'α-pinè, cosa que indica que és sinèrgic amb l'addició de limonè i di. Bons candidats a al·lergènics sinèrgics per a tota la cartera de compostos terpènics, amb l'excepció del trisulfur d'al·lil. Thangam i Kathiresan61 també van informar de resultats similars de l'efecte sinèrgic del malatió amb extractes d'herbes. Aquesta resposta sinèrgica pot ser deguda als efectes tòxics combinats del malatió i els fitoquímics sobre els enzims desintoxicants d'insectes. Els organofosfats com el malatió generalment actuen inhibint les esterases i monooxigenases del citocrom P45062,63,64. Per tant, la combinació de malatió amb aquests mecanismes d'acció i terpens amb diferents mecanismes d'acció pot augmentar l'efecte letal general sobre els mosquits.
D'altra banda, l'antagonisme indica que els compostos seleccionats són menys actius en combinació que cada compost per si sol. La raó de l'antagonisme en algunes combinacions pot ser que un compost modifica el comportament de l'altre compost canviant la taxa d'absorció, distribució, metabolisme o excreció. Els primers investigadors van considerar que aquesta era la causa de l'antagonisme en les combinacions de fàrmacs. Molècules Possible mecanisme 65. De la mateixa manera, les possibles causes de l'antagonisme poden estar relacionades amb mecanismes d'acció similars, la competència dels compostos constituents pel mateix receptor o lloc diana. En alguns casos, també es pot produir una inhibició no competitiva de la proteïna diana. En aquest estudi, dos compostos organosulfurats, el disulfur de dial·lil i el trisulfur de dial·lil, van mostrar efectes antagonistes, possiblement a causa de la competència pel mateix lloc diana. De la mateixa manera, aquests dos compostos de sofre van mostrar efectes antagonistes i no van tenir cap efecte quan es van combinar amb eudesmol i α-pinè. L'eudesmol i l'alfa-pinè són de naturalesa cíclica, mentre que el disulfur de dial·lil i el trisulfur de dial·lil són de naturalesa alifàtica. Basant-nos en l'estructura química, la combinació d'aquests compostos hauria d'augmentar l'activitat letal global, ja que els seus llocs diana solen ser diferents34,47, però experimentalment hem trobat antagonisme, que pot ser degut al paper d'aquests compostos en alguns sistemes in vivo desconeguts com a resultat de la interacció. De la mateixa manera, la combinació de cineol i α-pinè va produir respostes antagonistes, tot i que els investigadors ja havien informat anteriorment que els dos compostos tenen objectius d'acció diferents47,60. Com que tots dos compostos són monoterpens cíclics, hi pot haver alguns llocs diana comuns que puguin competir per la unió i influir en la toxicitat global dels parells combinatoris estudiats.
Basant-se en els valors de LC50 i la mortalitat observada, es van seleccionar les dues millors combinacions sinèrgiques de terpens, és a dir, els parells de carvona + limonè i eucaliptol + eudesmol, així com el malatió organofosforat sintètic amb terpens. La combinació sinèrgica òptima de compostos de malatió + eudesmol es va provar en un bioassaig d'insecticides per a adults. Es van atacar grans colònies d'insectes per confirmar si aquestes combinacions efectives poden funcionar contra un gran nombre d'individus en espais d'exposició relativament grans. Totes aquestes combinacions demostren un efecte sinèrgic contra grans eixams d'insectes. Es van obtenir resultats similars per a una combinació larvicida sinèrgica òptima provada contra grans poblacions de larves d'Aedes aegypti. Per tant, es pot dir que la combinació larvicida i adulticida sinèrgica efectiva de compostos d'OE vegetals és una forta candidata contra els productes químics sintètics existents i es pot utilitzar encara més per controlar les poblacions d'Aedes aegypti. De la mateixa manera, també es poden utilitzar combinacions efectives de larvicides o adulticides sintètics amb terpens per reduir les dosis de timetfòs o malatió administrades als mosquits. Aquestes potents combinacions sinèrgiques poden proporcionar solucions per a futurs estudis sobre l'evolució de la resistència als fàrmacs en els mosquits Aedes.
Els ous d'Aedes aegypti es van recollir del Centre Regional de Recerca Mèdica de Dibrugarh, Consell Indi de Recerca Mèdica, i es van mantenir a temperatura controlada (28 ± 1 °C) i humitat (85 ± 5%) al Departament de Zoologia de la Universitat de Gauhati, en les condicions següents: Els Arivoli van ser descrits per et al. Després de l'eclosió, les larves es van alimentar amb aliment larvari (galetes en pols per a gossos i llevat en una proporció de 3:1) i els adults es van alimentar amb una solució de glucosa al 10%. A partir del tercer dia després de l'aparició, es va permetre que els mosquits femelles adultes xuclessin la sang de rates albines. Submergiu paper de filtre en aigua en un got i col·loqueu-lo a la gàbia de posta d'ous.
Mostres de plantes seleccionades, concretament fulles d'eucaliptus (Myrtaceae), alfàbrega sagrada (Lamiaceae), menta (Lamiaceae), melaleuca (Myrtaceae) i bulbs d'allium (Amaryllidaceae). Recollides a Guwahati i identificades pel Departament de Botànica de la Universitat de Gauhati. Les mostres de plantes recollides (500 g) es van sotmetre a hidrodestil·lació mitjançant un aparell Clevenger durant 6 hores. L'EO extret es va recollir en vials de vidre nets i es va emmagatzemar a 4 °C per a un estudi posterior.
La toxicitat larvicida es va estudiar utilitzant procediments estàndard lleugerament modificats de l'Organització Mundial de la Salut 67. Utilitzeu DMSO com a emulsionant. Cada concentració d'EO es va provar inicialment a 100 i 1000 ppm, exposant 20 larves a cada rèplica. A partir dels resultats, es va aplicar un rang de concentració i es va registrar la mortalitat d'1 hora a 6 hores (a intervals d'1 hora), i a les 24 hores, 48 hores i 72 hores després del tractament. Les concentracions subletals (LC50) es van determinar després de 24, 48 i 72 hores d'exposició. Cada concentració es va assajar per triplicat juntament amb un control negatiu (només aigua) i un control positiu (aigua tractada amb DMSO). Si es produeix la pupació i moren més del 10% de les larves del grup de control, es repeteix l'experiment. Si la taxa de mortalitat del grup de control és d'entre el 5 i el 10%, utilitzeu la fórmula de correcció d'Abbott 68.
El mètode descrit per Ramar et al. 69 es va utilitzar per a un bioassaig d'adults contra Aedes aegypti utilitzant acetona com a dissolvent. Cada OE es va provar inicialment contra mosquits Aedes aegypti adults a concentracions de 100 i 1000 ppm. Aplicar 2 ml de cada solució preparada al nombre de Whatman. 1 tros de paper de filtre (mida 12 x 15 cm2) i deixar que l'acetona s'evapori durant 10 minuts. Es va utilitzar paper de filtre tractat amb només 2 ml d'acetona com a control. Després que l'acetona s'hagi evaporat, el paper de filtre tractat i el paper de filtre de control es col·loquen en un tub cilíndric (10 cm de profunditat). Deu mosquits de 3 a 4 dies d'edat que no s'alimenten de sang es van transferir a triplicats de cada concentració. A partir dels resultats de les proves preliminars, es van provar diverses concentracions d'olis seleccionats. La mortalitat es va registrar a la 1 hora, 2 hores, 3 hores, 4 hores, 5 hores, 6 hores, 24 hores, 48 hores i 72 hores després de l'alliberament del mosquit. Calculeu els valors de LC50 per a temps d'exposició de 24 hores, 48 hores i 72 hores. Si la taxa de mortalitat del lot de control supera el 20%, repetiu tota la prova. De la mateixa manera, si la taxa de mortalitat del grup de control és superior al 5%, ajusteu els resultats de les mostres tractades mitjançant la fórmula d'Abbott68.
Es van realitzar cromatografia de gasos (Agilent 7890A) i espectrometria de masses (Accu TOF GCv, Jeol) per analitzar els compostos constituents dels olis essencials seleccionats. El GC estava equipat amb un detector FID i una columna capil·lar (HP5-MS). El gas portador era heli, el cabal era d'1 ml/min. El programa GC estableix Allium sativum a 10:80-1M-8-220-5M-8-270-9M i Ocimum Sainttum a 10:80-3M-8-200-3M-10-275-1M-5 – 280, per a menta 10:80-1M-8-200-5M-8-275-1M-5-280, per a eucaliptus 20:60-1M-10-200-3M-30-280, i per a vermell. Per a mil capes són 10:60-1M-8-220-5M-8-270-3M.
Els compostos principals de cada OE es van identificar a partir del percentatge d'àrea calculat a partir del cromatograma de GC i els resultats de l'espectrometria de masses (referenciats a la base de dades d'estàndards NIST 70).
Els dos compostos principals de cada OE es van seleccionar a partir dels resultats de GC-MS i es van comprar a Sigma-Aldrich amb una puresa del 98-99% per a bioassajos posteriors. Es va provar l'eficàcia larvicida i en adults dels compostos contra Aedes aegypti, tal com s'ha descrit anteriorment. Es van analitzar el tamefosat (Sigma Aldrich), els larvicides sintètics més utilitzats, i el malatió, el fàrmac per a adults, per comparar la seva eficàcia amb compostos d'OE seleccionats, seguint el mateix procediment.
Es van preparar mescles binàries de compostos terpènics seleccionats i compostos terpènics més organofosfats comercials (tilefòs i malatió) barrejant la dosi de CL50 de cada compost candidat en una proporció 1:1. Les combinacions preparades es van provar en estadis larvàries i adults d'Aedes aegypti tal com s'ha descrit anteriorment. Cada bioassaig es va realitzar per triplicat per a cada combinació i per triplicat per als compostos individuals presents a cada combinació. La mort dels insectes objectiu es va registrar després de 24 hores. Calculeu la taxa de mortalitat esperada per a una mescla binària utilitzant la fórmula següent.
on E = taxa de mortalitat esperada dels mosquits Aedes aegypti en resposta a una combinació binària, és a dir, la connexió (A + B).
L'efecte de cada mescla binària es va etiquetar com a sinèrgic, antagonista o sense efecte segons el valor de χ2 calculat pel mètode descrit per Pavla52. Calculeu el valor de χ2 per a cada combinació utilitzant la fórmula següent.
L'efecte d'una combinació es va definir com a sinèrgic quan el valor de χ2 calculat era superior al valor de la taula per als graus de llibertat corresponents (interval de confiança del 95%) i si es va trobar que la mortalitat observada superava la mortalitat esperada. De la mateixa manera, si el valor de χ2 calculat per a qualsevol combinació supera el valor de la taula amb alguns graus de llibertat, però la mortalitat observada és inferior a la mortalitat esperada, el tractament es considera antagonista. I si en qualsevol combinació el valor calculat de χ2 és inferior al valor de la taula en els graus de llibertat corresponents, es considera que la combinació no té cap efecte.
Es van seleccionar de tres a quatre combinacions potencialment sinèrgiques (100 larves i 50 insectes amb activitat larvicida i adulta) per a proves contra un gran nombre d'insectes. Els adults) es procedeixen com s'ha indicat anteriorment. Juntament amb les mescles, també es van provar els compostos individuals presents a les mescles seleccionades en un nombre igual de larves i adults d'Aedes aegypti. La proporció de combinació és una part de dosi de CL50 d'un compost candidat i una part de dosi de CL50 de l'altre compost constituent. En el bioassaig d'activitat adulta, els compostos seleccionats es van dissoldre en el dissolvent acetona i es van aplicar a paper de filtre embolicat en un recipient de plàstic cilíndric de 1300 cm3. L'acetona es va evaporar durant 10 minuts i els adults es van alliberar. De manera similar, en el bioassaig larvicida, les dosis de compostos candidats a CL50 es van dissoldre primer en volums iguals de DMSO i després es van barrejar amb 1 litre d'aigua emmagatzemat en recipients de plàstic de 1300 cc, i les larves es van alliberar.
Es va dur a terme una anàlisi probabilística de 71 dades de mortalitat registrades mitjançant el programari SPSS (versió 16) i Minitab per calcular els valors de LC50.
Data de publicació: 01-07-2024