Combinație de compuși terpenici pe bază de uleiuri esențiale de plante ca remediu larvicid și pentru adulți împotriva Aedes aegypti (Diptera: Culicidae)

Vă mulțumim că ați vizitat Nature.com.Versiunea de browser pe care o utilizați are suport limitat pentru CSS.Pentru rezultate optime, vă recomandăm să utilizați o versiune mai nouă a browserului (sau să dezactivați Modul de compatibilitate în Internet Explorer).Între timp, pentru a asigura suport continuu, arătăm site-ul fără stil sau JavaScript.
Combinațiile de compuși insecticizi derivați din plante pot prezenta interacțiuni sinergice sau antagoniste împotriva dăunătorilor.Având în vedere răspândirea rapidă a bolilor purtate de țânțarii Aedes și rezistența tot mai mare a populațiilor de țânțari Aedes la insecticidele tradiționale, au fost formulate și testate douăzeci și opt de combinații de compuși terpenici pe bază de uleiuri esențiale de plante împotriva stadiilor larvare și adulte ale Aedes aegypti.Cinci uleiuri esențiale de plante (EO) au fost evaluate inițial pentru eficacitatea lor larvicidă și de utilizare la adulți și doi compuși majori au fost identificați în fiecare OE pe baza rezultatelor GC-MS.Au fost achiziționați principalii compuși identificați și anume disulfură de dialil, trisulfură de dialil, carvonă, limonen, eugenol, metil eugenol, eucaliptol, eudesmol și alfa-pinen de țânțar.Combinațiile binare ale acestor compuși au fost apoi preparate folosind doze subletale și efectele lor sinergice și antagoniste au fost testate și determinate.Cele mai bune compoziții larvicide se obțin prin amestecarea limonenului cu disulfura de dialil, iar cele mai bune compoziții adulticide se obțin prin amestecarea carvonei cu limonenul.Larvicidul sintetic Temphos utilizat în comerț și medicamentul pentru adulți Malathion au fost testate separat și în combinații binare cu terpenoizi.Rezultatele au arătat că combinația de temefos și disulfură de dialil și malathion și eudesmol a fost cea mai eficientă combinație.Aceste combinații puternice au potențialul de utilizare împotriva Aedes aegypti.
Uleiurile esențiale de plante (EO) sunt metaboliți secundari care conțin diferiți compuși bioactivi și devin din ce în ce mai importanți ca alternativă la pesticidele sintetice.Nu numai că sunt ecologice și prietenoase cu utilizatorul, dar sunt și un amestec de diferiți compuși bioactivi, ceea ce reduce, de asemenea, probabilitatea de a dezvolta rezistență la medicamente1.Folosind tehnologia GC-MS, cercetătorii au examinat constituenții diferitelor uleiuri esențiale de plante și au identificat peste 3.000 de compuși din 17.500 de plante aromatice2, dintre care majoritatea au fost testate pentru proprietăți insecticide și se spune că au efecte insecticide3,4.Unele studii evidențiază că toxicitatea componentei principale a compusului este aceeași sau mai mare decât cea a oxidului său de etilenă brut.Dar utilizarea compușilor individuali poate lăsa din nou loc pentru dezvoltarea rezistenței, așa cum este cazul insecticidelor chimice5,6.Prin urmare, accentul actual este pe prepararea amestecurilor de compuși pe bază de oxid de etilenă pentru a îmbunătăți eficacitatea insecticidelor și a reduce probabilitatea rezistenței la populațiile țintă de dăunători.Compușii activi individuali prezenți în OE pot prezenta efecte sinergice sau antagoniste în combinații care reflectă activitatea generală a OE, fapt care a fost bine subliniat în studiile efectuate de cercetătorii anteriori7,8.Programul de control vectorial include, de asemenea, EO și componentele sale.Activitatea tantarii a uleiurilor esentiale a fost studiata pe larg pe tantarii Culex si Anopheles.Mai multe studii au încercat să dezvolte pesticide eficiente prin combinarea diferitelor plante cu pesticide sintetice utilizate în comerț pentru a crește toxicitatea generală și a minimiza efectele secundare9.Dar studiile asupra unor astfel de compuși împotriva Aedes aegypti rămân rare.Progresele în știința medicală și dezvoltarea medicamentelor și vaccinurilor au contribuit la combaterea unor boli transmise de vectori.Dar prezența diferitelor serotipuri ale virusului, transmise de țânțarul Aedes aegypti, a dus la eșecul programelor de vaccinare.Prin urmare, atunci când apar astfel de boli, programele de control al vectorilor sunt singura opțiune pentru a preveni răspândirea bolii.În scenariul actual, controlul Aedes aegypti este foarte important, deoarece este un vector cheie al diferitelor virusuri și al serotipurilor acestora care provoacă febra dengue, Zika, febra hemoragică dengue, febra galbenă etc. Cel mai demn de remarcat este faptul că numărul de cazurile de aproape toate bolile transmise de vectori Aedes cresc în fiecare an în Egipt și cresc la nivel mondial.Prin urmare, în acest context, există o nevoie urgentă de a dezvolta măsuri de control ecologice și eficiente pentru populațiile de Aedes aegypti.Candidații potențiali în acest sens sunt EO, compușii lor constitutivi și combinațiile lor.Prin urmare, acest studiu a încercat să identifice combinații sinergice eficiente ale compușilor cheie EO din plante din cinci plante cu proprietăți insecticide (adică mentă, busuioc sfânt, eucalipt pătat, Allium sulfur și melaleuca) împotriva Aedes aegypti.
Toate EO selectate au demonstrat activitate larvicidă potențială împotriva Aedes aegypti cu LC50 24-h variind de la 0,42 la 163,65 ppm.Cea mai mare activitate larvicidă a fost înregistrată pentru menta (Mp) EO cu o valoare LC50 de 0,42 ppm la 24 de ore, urmată de usturoi (As) cu o valoare LC50 de 16,19 ppm la 24 de ore (Tabelul 1).
Cu excepția Ocimum Sainttum, Os EO, toate celelalte patru EO examinate au prezentat efecte alergice evidente, cu valori LC50 variind de la 23,37 la 120,16 ppm pe perioada de expunere de 24 de ore.Thymophilus striata (Cl) EO a fost cel mai eficient în uciderea adulților cu o valoare LC50 de 23,37 ppm în 24 de ore de la expunere, urmat de Eucalyptus maculata (Em) care a avut o valoare LC50 de 101,91 ppm (Tabelul 1).Pe de altă parte, valoarea LC50 pentru Os nu a fost încă determinată, deoarece cea mai mare rată a mortalității de 53% a fost înregistrată la cea mai mare doză (Figura 3 suplimentară).
Cei doi compuși constituenți majori din fiecare EO au fost identificați și selectați pe baza rezultatelor bazei de date a bibliotecii NIST, a procentului de suprafață a cromatogramei GC și a rezultatelor spectrului MS (Tabelul 2).Pentru EO As, principalii compuși identificați au fost disulfura de dialil și trisulfura de dialil;pentru EO Mp principalii compuși identificați au fost carvona și limonenul, pentru EO Em principalii compuși identificați au fost eudesmol și eucaliptol;Pentru EO Os, principalii compuși identificați au fost eugenol și metil eugenol, iar pentru EO Cl, principalii compuși identificați au fost eugenol și α-pinen (Figura 1, Figurile suplimentare 5-8, Tabelul suplimentar 1-5).
Rezultatele spectrometriei de masă a principalelor terpenoide ale uleiurilor esențiale selectate (A-disulfură de dialil; B-dialil trisulfură; C-eugenol; D-metil eugenol; E-limonen; F-ceperona aromatică; G-α-pinenă; H-cineol) ; R-eudamol).
Un total de nouă compuși (disulfură de dialil, trisulfură de dialil, eugenol, metil eugenol, carvonă, limonen, eucaliptol, eudesmol, α-pinen) au fost identificați ca compuși eficienți care sunt componentele principale ale EO și au fost biotestați individual împotriva Aedes aegypti la larve. etape..Compusul eudesmol a avut cea mai mare activitate larvicidă cu o valoare LC50 de 2,25 ppm după 24 de ore de expunere.S-a descoperit că compușii disulfură de dialil și trisulfură de dialil au potențiale efecte larvicide, cu doze subletale medii în intervalul 10-20 ppm.S-a observat din nou activitate larvicidă moderată pentru compușii eugenol, limonen și eucaliptol cu ​​valori LC50 de 63,35 ppm, 139,29 ppm.și, respectiv, 181,33 ppm după 24 de ore (Tabelul 3).Cu toate acestea, nu a fost găsit un potențial larvicid semnificativ al metil eugenolului și carvonei chiar și la cele mai mari doze, astfel încât valorile LC50 nu au fost calculate (Tabelul 3).Larvicidul sintetic Temephos a avut o concentrație letală medie de 0,43 ppm împotriva Aedes aegypti pe parcursul a 24 de ore de expunere (Tabelul 3, Tabelul suplimentar 6).
Șapte compuși (disulfură de dialil, trisulfură de dialil, eucaliptol, α-pinenă, eudesmol, limonen și carvonă) au fost identificați ca fiind principalii compuși ai EO eficace și au fost testați individual împotriva țânțarilor Aedes egipteni adulți.Conform analizei de regresie Probit, s-a descoperit că Eudesmol are cel mai mare potențial cu o valoare LC50 de 1,82 ppm, urmat de Eucalyptol cu ​​o valoare LC50 de 17,60 ppm la un timp de expunere de 24 de ore.Restul de cinci compuși testați au fost moderat dăunători pentru adulți cu LC50 variind de la 140,79 la 737,01 ppm (Tabelul 3).Malathionul organofosforic sintetic a fost mai puțin puternic decât eudesmolul și mai mare decât ceilalți șase compuși, cu o valoare LC50 de 5,44 ppm pe perioada de expunere de 24 de ore (Tabelul 3, Tabelul suplimentar 6).
Șapte compuși puternici de plumb și tamefosatul organofosforic au fost selectați pentru a formula combinații binare ale dozelor lor de LC50 într-un raport 1:1.Un total de 28 de combinații binare au fost preparate și testate pentru eficacitatea lor larvicidă împotriva Aedes aegypti.Nouă combinații s-au dovedit a fi sinergice, 14 combinații au fost antagoniste și cinci combinații nu au fost larvicide.Dintre combinațiile sinergice, combinația de disulfură de dialil și temofol a fost cea mai eficientă, cu o mortalitate de 100% observată după 24 de ore (Tabelul 4).În mod similar, amestecurile de limonen cu disulfură de dialil și eugenol cu ​​thymetphos au prezentat un potențial bun cu o mortalitate larvară observată de 98,3% (Tabelul 5).Restul de 4 combinații, și anume eudesmol plus eucaliptol, eudesmol plus limonen, eucaliptol plus alfa-pinenă, alfa-pinenă plus temefos, au prezentat și ele o eficacitate larvicidă semnificativă, cu rate de mortalitate observate depășind 90%.Rata de mortalitate estimată este aproape de 60-75%.(Tabelul 4).Cu toate acestea, combinația de limonen cu α-pinen sau eucalipt a arătat reacții antagoniste.De asemenea, amestecurile de Temephos cu eugenol sau eucalipt sau eudesmol sau trisulfură de dialil s-au dovedit a avea efecte antagoniste.De asemenea, combinația dintre disulfura de dialil și trisulfura de dialil și combinația oricăruia dintre acești compuși cu eudesmol sau eugenol sunt antagoniste în acțiunea lor larvicidă.S-a raportat, de asemenea, antagonism cu combinația de eudesmol cu ​​eugenol sau α-pinen.
Din toate cele 28 de amestecuri binare testate pentru activitatea acidă a adultului, 7 combinații au fost sinergice, 6 nu au avut niciun efect și 15 au fost antagoniste.Amestecuri de eudesmol cu ​​eucalipt și limonen cu carvonă s-au dovedit a fi mai eficiente decât alte combinații sinergice, cu rate de mortalitate la 24 de ore de 76%, respectiv 100% (Tabelul 5).S-a observat că malathionul prezintă un efect sinergic cu toate combinațiile de compuși, cu excepția limonenului și trisulfurei de dialil.Pe de altă parte, s-a găsit antagonism între disulfura de dialil și trisulfura de dialil și combinația fiecăreia dintre ele cu eucalipt, sau eucaliptol, sau carvonă sau limonen.În mod similar, combinațiile de α-pinenă cu eudesmol sau limonen, eucaliptol cu ​​carvonă sau limonen și limonen cu eudesmol sau malathion au prezentat efecte larvicide antagoniste.Pentru celelalte șase combinații, nu a existat nicio diferență semnificativă între mortalitatea așteptată și cea observată (Tabelul 5).
Pe baza efectelor sinergice și a dozelor subletale, toxicitatea lor larvicidă împotriva unui număr mare de țânțari Aedes aegypti a fost în cele din urmă selectată și testată în continuare.Rezultatele au arătat că mortalitatea larvară observată folosind combinațiile binare eugenol-limonen, disulfură de dialil-limonen și disulfură de dialil-timefos a fost de 100%, în timp ce mortalitatea larvară așteptată a fost de 76,48%, 72,16% și, respectiv, 63,4% (Tabelul 6)..Combinația de limonen și eudesmol a fost relativ mai puțin eficientă, cu o mortalitate larvară de 88% observată pe perioada de expunere de 24 de ore (Tabelul 6).În rezumat, cele patru combinații binare selectate au demonstrat, de asemenea, efecte larvicide sinergice împotriva Aedes aegypti atunci când sunt aplicate pe scară largă (Tabelul 6).
Au fost selectate trei combinații sinergice pentru biotestul adultocid pentru a controla populații mari de Aedes aegypti adulți.Pentru a selecta combinații de testat pe colonii mari de insecte, ne-am concentrat mai întâi pe cele mai bune două combinații de terpene sinergice, și anume carvonă plus limonen și eucaliptol plus eudesmol.În al doilea rând, cea mai bună combinație sinergică a fost selectată din combinația de malathion organofosforic sintetic și terpenoide.Credem că combinația de malathion și eudesmol este cea mai bună combinație pentru testarea pe colonii mari de insecte datorită celei mai mari mortalități observate și valorilor foarte scăzute ale LC50 ale ingredientelor candidate.Malathionul prezintă sinergie în combinație cu α-pinenă, disulfură de dialil, eucalipt, carvonă și eudesmol.Dar dacă ne uităm la valorile LC50, Eudesmol are cea mai mică valoare (2,25 ppm).Valorile LC50 calculate pentru malathion, α-pinenă, disulfură de dialil, eucaliptol și carvonă au fost 5,4, 716,55, 166,02, 17,6 și 140,79 ppm.respectiv.Aceste valori indică faptul că combinația de malathion și eudesmol este combinația optimă în ceea ce privește doza.Rezultatele au arătat că combinațiile de carvonă plus limonen și eudesmol plus malathion au avut o mortalitate observată de 100%, comparativ cu o mortalitate așteptată de 61% până la 65%.O altă combinație, eudesmol plus eucaliptol, a arătat o rată a mortalității de 78,66% după 24 de ore de expunere, comparativ cu o rată de mortalitate estimată de 60%.Toate cele trei combinații selectate au demonstrat efecte sinergice chiar și atunci când sunt aplicate pe scară largă împotriva Aedes aegypti adult (Tabelul 6).
În acest studiu, EO ale plantelor selectate, cum ar fi Mp, As, Os, Em și Cl, au prezentat efecte letale promițătoare asupra stadiilor larvare și adulte ale Aedes aegypti.Mp EO a avut cea mai mare activitate larvicidă cu o valoare LC50 de 0,42 ppm, urmată de EO As, Os și Em cu o valoare LC50 mai mică de 50 ppm după 24 de ore.Aceste rezultate sunt în concordanță cu studiile anterioare despre țânțari și alte muște diptere10,11,12,13,14.Deși potența larvicidă a Cl este mai mică decât a altor uleiuri esențiale, cu o valoare LC50 de 163,65 ppm după 24 de ore, potențialul său adult este cel mai mare cu o valoare LC50 de 23,37 ppm după 24 de ore.Mp, As și Em EO au arătat, de asemenea, un potențial alergic bun cu valori LC50 în intervalul 100-120 ppm la 24 de ore de expunere, dar au fost relativ mai mici decât eficacitatea lor larvicidă.Pe de altă parte, EO Os a demonstrat un efect alergic neglijabil chiar și la cea mai mare doză terapeutică.Astfel, rezultatele indică faptul că toxicitatea oxidului de etilenă pentru plante poate varia în funcție de stadiul de dezvoltare al țânțarilor15.De asemenea, depinde de rata de penetrare a OE în corpul insectei, de interacțiunea acestora cu enzimele țintă specifice și de capacitatea de detoxifiere a țânțarului în fiecare stadiu de dezvoltare16.Un număr mare de studii au arătat că compusul component principal este un factor important în activitatea biologică a oxidului de etilenă, deoarece reprezintă majoritatea compușilor totali3,12,17,18.Prin urmare, am luat în considerare doi compuși principali în fiecare EO.Pe baza rezultatelor GC-MS, disulfura de dialil și trisulfura de dialil au fost identificați ca fiind compușii majori ai EO As, ceea ce este în concordanță cu rapoartele anterioare19,20,21.Deși rapoartele anterioare au indicat că mentolul a fost unul dintre compușii săi principali, carvona și limonenul au fost identificați din nou ca fiind principalii compuși ai Mp EO22,23.Profilul de compoziție al Os EO a arătat că eugenolul și metil eugenolul sunt compușii principali, ceea ce este similar cu constatările cercetătorilor anteriori16,24.Eucaliptolul și eucaliptolul au fost raportați ca fiind principalii compuși prezenți în uleiul de frunze Em, ceea ce este în concordanță cu constatările unor cercetători25,26 dar contrar constatărilor lui Olalade și colab.27.Dominanța cineolului și a α-pinenei a fost observată în uleiul esențial de melaleuca, care este similar cu studiile anterioare28,29.Au fost raportate și au fost observate în acest studiu diferențe intraspecifice în compoziția și concentrația uleiurilor esențiale extrase din aceeași specie de plante în diferite locații, care sunt influențate de condițiile geografice de creștere a plantelor, timpul de recoltare, stadiul de dezvoltare sau vârsta plantei.apariţia chemotipurilor etc.22,30,31,32.Compușii cheie identificați au fost apoi achiziționați și testați pentru efectele lor larvicide și efectele asupra țânțarilor adulți Aedes aegypti.Rezultatele au arătat că activitatea larvicidă a disulfurei de dialil a fost comparabilă cu cea a EO As brut.Dar activitatea trisulfurei de dialil este mai mare decât EO As.Aceste rezultate sunt similare cu cele obținute de Kimbaris și colab.33 despre Culex filipine.Cu toate acestea, acești doi compuși nu au arătat o activitate autocidă bună împotriva țânțarilor țintă, ceea ce este în concordanță cu rezultatele lui Plata-Rueda și colab. 34 pe Tenebrio molitor.Os EO este eficient împotriva stadiului larvar al Aedes aegypti, dar nu și împotriva stadiului adult.S-a stabilit că activitatea larvicidă a principalilor compuși individuali este mai mică decât cea a Os EO brut.Acest lucru implică un rol pentru alți compuși și interacțiunile lor în oxidul de etilenă brut.Numai metil eugenolul are activitate neglijabilă, în timp ce eugenolul singur are activitate larvicidă moderată.Această concluzie confirmă, pe de o parte,35,36, iar pe de altă parte, contrazice concluziile cercetătorilor anteriori37,38.Diferențele dintre grupele funcționale ale eugenolului și metileugenolului pot duce la toxicități diferite pentru aceeași insectă țintă39.Sa constatat că limonenul are activitate larvicidă moderată, în timp ce efectul carvonei a fost nesemnificativ.În mod similar, toxicitatea relativ scăzută a limonenului pentru insectele adulte și toxicitatea ridicată a carvonei susțin rezultatele unor studii anterioare40, dar contrazic altele41.Prezența legăturilor duble atât în ​​pozițiile intraciclice, cât și în cele exociclice poate crește beneficiile acestor compuși ca larvicide3,41, în timp ce carvona, care este o cetonă cu atomi de carbon alfa și beta nesaturați, poate prezenta un potențial mai mare de toxicitate la adulți42.Cu toate acestea, caracteristicile individuale ale limonenului și carvonei sunt mult mai mici decât EO Mp total (Tabelul 1, Tabelul 3).Dintre terpenoizii testați, eudesmolul s-a dovedit a avea cea mai mare activitate larvicidă și adultă, cu o valoare LC50 sub 2,5 ppm, făcându-l un compus promițător pentru controlul țânțarilor Aedes.Performanța sa este mai bună decât cea a întregului EO Em, deși acest lucru nu este în concordanță cu constatările lui Cheng și colab.40.Eudesmol este o sesquiterpenă cu două unități de izopren, care este mai puțin volatilă decât monoterpenele oxigenate, cum ar fi eucaliptul și, prin urmare, are un potențial mai mare ca pesticid.Eucaliptolul în sine are o activitate mai mare la adulți decât larvicidă, iar rezultatele din studiile anterioare susțin și infirmă acest lucru37,43,44.Activitatea singură este aproape comparabilă cu cea a întregului EO Cl.O altă monoterpenă biciclică, α-pinena, are un efect mai puțin adult asupra Aedes aegypti decât un efect larvicid, care este opusul efectului EO Cl complet.Activitatea insecticidă globală a terpenoidelor este influențată de lipofilitatea, volatilitatea, ramificarea carbonului, aria de proiecție, suprafața, grupele funcționale și pozițiile lor45,46.Acești compuși pot acționa prin distrugerea acumulărilor celulare, blocarea activității respiratorii, întreruperea transmiterii impulsurilor nervoase etc. 47 Sa constatat că organofosfatul sintetic Temephos are cea mai mare activitate larvicidă cu o valoare CL50 de 0,43 ppm, ceea ce este în concordanță cu datele lui Lek - Utala48.Activitatea adultului a malathionului organofosforic sintetic a fost raportată la 5,44 ppm.Deși acești doi organofosfați au arătat răspunsuri favorabile împotriva tulpinilor de laborator de Aedes aegypti, rezistența țânțarilor la acești compuși a fost raportată în diferite părți ale lumii49.Cu toate acestea, nu au fost găsite rapoarte similare privind dezvoltarea rezistenței la medicamente pe bază de plante50.Astfel, botanicele sunt considerate ca alternative potențiale la pesticidele chimice în programele de control al vectorilor.
Efectul larvicid a fost testat pe 28 de combinații binare (1:1) preparate din terpenoide și terpenoide puternice cu thymetphos, iar 9 combinații s-au dovedit a fi sinergice, 14 antagoniste și 5 antagonice.Fara efect.Pe de altă parte, în testul biologic al potenței la adulți, s-a constatat că 7 combinații sunt sinergice, 15 combinații au fost antagoniste și s-a raportat că 6 combinații nu au niciun efect.Motivul pentru care anumite combinații produc un efect sinergic se poate datora compușilor candidați care interacționează simultan în diferite căi importante sau inhibării secvenţiale a diferitelor enzime cheie ale unei anumite căi biologice51.Combinația de limonen cu disulfură de dialil, eucalipt sau eugenol s-a dovedit a fi sinergică atât în ​​aplicații la scară mică, cât și la scară mare (Tabelul 6), în timp ce combinația sa cu eucalipt sau α-pinen s-a dovedit a avea efecte antagoniste asupra larvelor.În medie, limonenul pare a fi un bun sinergist, posibil datorită prezenței grupărilor metil, pătrunderii bune în stratul cornos și unui mecanism diferit de acțiune52,53.S-a raportat anterior că limonenul poate provoca efecte toxice prin penetrarea cuticulelor de insecte (toxicitate de contact), afectarea sistemului digestiv (antifeedant) sau afectarea sistemului respirator (activitate de fumigație), 54 în timp ce fenilpropanoizii precum eugenolul pot afecta enzimele metabolice 55. Prin urmare, combinațiile de compuși cu mecanisme diferite de acțiune pot crește efectul letal general al amestecului.S-a constatat că eucaliptolul este sinergic cu disulfura de dialil, eucalipt sau α-pinenă, dar alte combinații cu alți compuși au fost fie nelarvicide, fie antagoniste.Studiile timpurii au arătat că eucaliptolul are activitate inhibitoare asupra acetilcolinesterazei (AChE), precum și asupra receptorilor octaaminei și GABA56.Deoarece monoterpenele ciclice, eucaliptolul, eugenolul etc. pot avea același mecanism de acțiune ca și activitatea lor neurotoxică 57, reducând astfel efectele lor combinate prin inhibare reciprocă.De asemenea, combinația de Temephos cu disulfură de dialil, α-pinenă și limonen s-a dovedit a fi sinergică, susținând rapoartele anterioare privind un efect sinergic între produsele din plante și organofosfații sintetici58.
Combinația dintre eudesmol și eucaliptol s-a dovedit a avea un efect sinergic asupra stadiilor larvare și adulte ale Aedes aegypti, posibil datorită modurilor diferite de acțiune din cauza structurilor chimice diferite.Eudesmolul (o sesquiterpenă) poate afecta sistemul respirator 59 iar eucaliptolul (o monoterpenă) poate afecta acetilcolinesteraza 60 .Co-expunerea ingredientelor la două sau mai multe locuri țintă poate spori efectul letal general al combinației.În testele biologice ale substanțelor adulte, malathionul s-a dovedit a fi sinergic cu carvona sau eucaliptolul sau eucaliptolul sau disulfura de dialil sau α-pinenul, indicând că este sinergic cu adăugarea de limonen și di.Candidați buni alergici sinergici pentru întregul portofoliu de compuși terpenici, cu excepția trisulfurei de alil.Thangam și Kathiresan61 au raportat, de asemenea, rezultate similare ale efectului sinergic al malathionului cu extractele din plante.Acest răspuns sinergic se poate datora efectelor toxice combinate ale malathionului și fitochimicelor asupra enzimelor de detoxifiere a insectelor.Organofosfații precum malathionul acționează în general prin inhibarea esterazelor și monooxigenazelor citocromului P45062,63,64.Prin urmare, combinarea malathionului cu aceste mecanisme de acțiune și terpenelor cu diferite mecanisme de acțiune poate spori efectul letal general asupra țânțarilor.
Pe de altă parte, antagonismul indică faptul că compușii selectați sunt mai puțin activi în combinație decât fiecare compus singur.Motivul antagonismului în unele combinații poate fi că un compus modifică comportamentul celuilalt compus prin modificarea ratei de absorbție, distribuție, metabolism sau excreție.Primii cercetători au considerat că aceasta este cauza antagonismului în combinațiile de medicamente.Molecule Mecanism posibil 65. În mod similar, posibilele cauze ale antagonismului pot fi legate de mecanisme similare de acțiune, competiția compușilor constituenți pentru același receptor sau loc țintă.În unele cazuri, poate apărea și inhibarea necompetitivă a proteinei țintă.În acest studiu, doi compuși organosulfurați, disulfura de dialil și trisulfura de dialil, au prezentat efecte antagoniste, posibil din cauza competiției pentru același loc țintă.De asemenea, acești doi compuși cu sulf au prezentat efecte antagoniste și nu au avut niciun efect atunci când sunt combinați cu eudesmol și α-pinen.Eudesmolul și alfa-pinenul sunt de natură ciclică, în timp ce disulfura de dialil și trisulfura de dialil sunt de natură alifatică.Pe baza structurii chimice, combinația acestor compuși ar trebui să crească activitatea letală generală, deoarece situsurile lor țintă sunt de obicei diferite34,47, dar experimental am găsit antagonism, care se poate datora rolului acestor compuși în unele organisme necunoscute in vivo.sisteme ca rezultat al interacțiunii.În mod similar, combinația de cineol și α-pinenă a produs răspunsuri antagoniste, deși cercetătorii au raportat anterior că cei doi compuși au ținte diferite de acțiune47,60.Deoarece ambii compuși sunt monoterpene ciclice, pot exista câteva situsuri țintă comune care pot concura pentru legare și pot influența toxicitatea globală a perechilor combinatorii studiate.
Pe baza valorilor LC50 și a mortalității observate, au fost selectate cele mai bune două combinații sinergice de terpene, și anume perechile de carvonă + limonen și eucaliptol + eudesmol, precum și malathionul organofosforic sintetic cu terpene.Combinația sinergică optimă de compuși malathion + Eudesmol a fost testată într-un biotest insecticid pentru adulți.Vizează colonii mari de insecte pentru a confirma dacă aceste combinații eficiente pot funcționa împotriva unui număr mare de indivizi în spații de expunere relativ mari.Toate aceste combinații demonstrează un efect sinergic împotriva roiurilor mari de insecte.Rezultate similare au fost obținute pentru o combinație larvicidă sinergică optimă testată împotriva populațiilor mari de larve de Aedes aegypti.Astfel, se poate spune că combinația eficientă sinergetică larvicidă și adulticide a compușilor EO din plante este un candidat puternic împotriva substanțelor chimice sintetice existente și poate fi utilizată în continuare pentru a controla populațiile de Aedes aegypti.De asemenea, combinațiile eficiente de larvicide sau adulticide sintetice cu terpene pot fi, de asemenea, utilizate pentru a reduce dozele de timfos sau malathion administrate țânțarilor.Aceste combinații sinergice puternice pot oferi soluții pentru studii viitoare privind evoluția rezistenței la medicamente la țânțarii Aedes.
Ouăle de Aedes aegypti au fost colectate de la Centrul Regional de Cercetare Medicală, Dibrugarh, Consiliul Indian de Cercetare Medicală și ținute la temperatură controlată (28 ± 1 °C) și umiditate (85 ± 5%) în Departamentul de Zoologie, Universitatea Gauhati, sub controlul următoarele condiții: Arivoli au fost descrise și colab.După ecloziune, larvele au fost hrănite cu hrană pentru larve (pulbere de biscuiți de câine și drojdie în raport de 3:1), iar adulții au fost hrăniți cu o soluție de glucoză 10%.Începând cu a 3-a zi după răsărire, țânțarilor adulte femele li s-a permis să sugă sângele șobolanilor albinoși.Înmuiați hârtia de filtru în apă într-un pahar și puneți-o în cușca de ouat.
Mostre de plante selectate și anume frunze de eucalipt (Myrtaceae), busuioc sfânt (Lamiaceae), mentă (Lamiaceae), melaleuca (Myrtaceae) și bulbi de allium (Amaryllidaceae).Colectat de la Guwahati și identificat de Departamentul de Botanică, Universitatea Gauhati.Probele de plante colectate (500 g) au fost supuse hidrodistilării folosind un aparat Clevenger timp de 6 ore.EO extras a fost colectat în flacoane de sticlă curate și depozitat la 4°C pentru studii ulterioare.
Toxicitatea larvicidă a fost studiată utilizând proceduri standard ușor modificate ale Organizației Mondiale a Sănătății 67 .Utilizați DMSO ca emulgator.Fiecare concentrație de EO a fost testată inițial la 100 și 1000 ppm, expunând 20 de larve în fiecare replicare.Pe baza rezultatelor, s-a aplicat un interval de concentrație și s-a înregistrat mortalitatea de la 1 oră la 6 ore (la intervale de 1 oră) și la 24 de ore, 48 de ore și 72 de ore după tratament.Concentrațiile subletale (LC50) au fost determinate după 24, 48 și 72 de ore de expunere.Fiecare concentrație a fost testată în trei exemplare împreună cu un control negativ (numai apă) și un control pozitiv (apă tratată cu DMSO).Dacă apare pupația și mor mai mult de 10% din larvele grupului martor, experimentul se repetă.Dacă rata mortalității în grupul de control este între 5-10%, utilizați formula de corecție Abbott 68.
Metoda descrisă de Ramar et al.69 a fost utilizat pentru un test biologic pentru adulți împotriva Aedes aegypti folosind acetonă ca solvent.Fiecare EO a fost testat inițial împotriva țânțarilor adulți Aedes aegypti la concentrații de 100 și 1000 ppm.Aplicați 2 ml din fiecare soluție preparată la numărul Whatman.1 bucată de hârtie de filtru (dimensiunea 12 x 15 cm2) și lăsați acetona să se evapore timp de 10 minute.S-a folosit ca martor hârtie de filtru tratată cu doar 2 ml de acetonă.După ce acetona s-a evaporat, hârtia de filtru tratată și hârtia de filtru de control sunt plasate într-un tub cilindric (10 cm adâncime).Zece țânțari de 3 până la 4 zile care nu se hrănesc cu sânge au fost transferați în triplicate ale fiecărei concentrații.Pe baza rezultatelor testelor preliminare, au fost testate diferite concentrații de uleiuri selectate.Mortalitatea a fost înregistrată la 1 oră, 2 ore, 3 ore, 4 ore, 5 ore, 6 ore, 24 ore, 48 de ore și 72 de ore după eliberarea țânțarilor.Calculați valorile LC50 pentru timpii de expunere de 24 de ore, 48 de ore și 72 de ore.Dacă rata de mortalitate a lotului de control depășește 20%, repetați întregul test.De asemenea, dacă rata mortalității în grupul de control este mai mare de 5%, ajustați rezultatele pentru probele tratate folosind formula lui Abbott68.
Cromatografia de gaze (Agilent 7890A) și spectrometria de masă (Accu TOF GCv, Jeol) au fost efectuate pentru a analiza compușii constitutivi ai uleiurilor esențiale selectate.GC a fost echipat cu un detector FID și o coloană capilară (HP5-MS).Gazul purtător a fost heliu, debitul a fost de 1 ml/min.Programul GC setează Allium sativum la 10:80-1M-8-220-5M-8-270-9M și Ocimum Sainttum la 10:80-3M-8-200-3M-10-275-1M-5 – 280, pentru mentă 10:80-1M-8-200-5M-8-275-1M-5-280, pentru eucalipt 20,60-1M-10-200-3M-30-280, iar pentru roșu Pentru o mie de straturi sunt ele 10: 60-1M-8-220-5M-8-270-3M.
Compușii majori ai fiecărui EO au fost identificați pe baza procentului de suprafață calculat din cromatograma GC și rezultatele spectrometriei de masă (referite la baza de date de standarde NIST 70).
Cei doi compuși majori din fiecare EO au fost selectați pe baza rezultatelor GC-MS și achiziționați de la Sigma-Aldrich la o puritate de 98-99% pentru biotestele ulterioare.Compușii au fost testați pentru eficacitatea larvicidă și pentru adulți împotriva Aedes aegypti așa cum este descris mai sus.Cele mai frecvent utilizate larvicide sintetice tamefosatul (Sigma Aldrich) și malathionul de droguri pentru adulți (Sigma Aldrich) au fost analizate pentru a le compara eficacitatea cu compuși EO selectați, urmând aceeași procedură.
Amestecuri binare de compuși terpenici selectați și compuși terpenici plus organofosfați comerciali (tilefos și malathion) au fost preparate prin amestecarea dozei LC50 a fiecărui compus candidat într-un raport 1:1.Combinațiile preparate au fost testate pe stadiile larvare și adulte ale Aedes aegypti așa cum este descris mai sus.Fiecare biotest a fost efectuat în trei exemplare pentru fiecare combinație și în trei exemplare pentru compușii individuali prezenți în fiecare combinație.Moartea insectelor țintă a fost înregistrată după 24 de ore.Calculați rata de mortalitate așteptată pentru un amestec binar folosind următoarea formulă.
unde E = rata de mortalitate estimată a țânțarilor Aedes aegypti ca răspuns la o combinație binară, adică conexiune (A + B).
Efectul fiecărui amestec binar a fost etichetat ca sinergic, antagonist sau fără efect pe baza valorii χ2 calculate prin metoda descrisă de Pavla52.Calculați valoarea χ2 pentru fiecare combinație folosind următoarea formulă.
Efectul unei combinații a fost definit ca fiind sinergic atunci când valoarea χ2 calculată a fost mai mare decât valoarea tabelului pentru gradele de libertate corespunzătoare (interval de încredere 95%) și dacă mortalitatea observată s-a dovedit a depăși mortalitatea așteptată.În mod similar, dacă valoarea χ2 calculată pentru orice combinație depășește valoarea tabelului cu unele grade de libertate, dar mortalitatea observată este mai mică decât mortalitatea așteptată, tratamentul este considerat antagonic.Și dacă în orice combinație valoarea calculată a lui χ2 este mai mică decât valoarea tabelului în gradele de libertate corespunzătoare, se consideră că combinația nu are efect.
Trei până la patru combinații potențial sinergice (100 de larve și 50 de activitate larvicidă și a insectelor adulte) au fost selectate pentru testare împotriva unui număr mare de insecte.Adulți) procedați ca mai sus.Alături de amestecuri, compușii individuali prezenți în amestecurile selectate au fost, de asemenea, testați pe un număr egal de larve de Aedes aegypti și adulți.Raportul de combinare este o parte din doza LC50 dintr-un compus candidat și o parte din doza LC50 din celălalt compus constitutiv.În biotestul de activitate pentru adulți, compușii selectați au fost dizolvați în solventul acetonă și aplicați pe hârtie de filtru învelită într-un recipient de plastic cilindric de 1300 cm3.Acetona a fost evaporată timp de 10 minute şi adulţii au fost eliberaţi.În mod similar, în biotestul larvicid, dozele de compuși candidați LC50 au fost mai întâi dizolvate în volume egale de DMSO și apoi amestecate cu 1 litru de apă depozitată în recipiente de plastic de 1300 cc, iar larvele au fost eliberate.
Analiza probabilistică a 71 de date de mortalitate înregistrate a fost efectuată utilizând SPSS (versiunea 16) și software-ul Minitab pentru a calcula valorile LC50.