In un precedente progetto che ha testato impianti di lavorazione alimentare locali per le zanzare in Thailandia, è stato scoperto che gli oli essenziali (EO) di Cyperus rotundus, galanga e cannella hanno una buona attività anti-zanzare contro Aedes a Egypti.Nel tentativo di ridurre l'uso del tradizionaleinsetticidie migliorare il controllo delle popolazioni di zanzare resistenti, questo studio mirava a identificare il potenziale sinergismo tra gli effetti adulticidi dell'ossido di etilene e la tossicità della permetrina per le zanzare Aedes.aegizi, compresi i ceppi piretroidi resistenti e sensibili.
Valutare la composizione chimica e l'attività di uccisione dell'EO estratto dai rizomi di C. rotundus e A. galanga e dalla corteccia di C. verum contro il ceppo sensibile Muang Chiang Mai (MCM-S) e il ceppo resistente Pang Mai Dang (PMD-R ).) Ae attivo adulto.Aedes aegizi.Su queste zanzare Aedes è stato eseguito anche un test biologico su adulti della miscela EO-permetrina per comprenderne l'attività sinergica.ceppi egiziani.
La caratterizzazione chimica utilizzando il metodo analitico GC-MS ha mostrato che sono stati identificati 48 composti dagli OE di C. rotundus, A. galanga e C. verum, che rappresentano rispettivamente l'80,22%, 86,75% e 97,24% dei componenti totali.Il ciperene (14,04%), il β-bisabolene (18,27%) e la cinnamaldeide (64,66%) sono i componenti principali rispettivamente dell'olio di cipero, dell'olio di galanga e dell'olio balsamico.Nei test biologici sull'uccisione di adulti, gli EV di C. rotundus, A. galanga e C. verum sono risultati efficaci nell'uccidere Ae.a Egypti, MCM-S e PMD-R LD50 erano rispettivamente 10,05 e 9,57 μg/mg nelle femmine, 7,97 e 7,94 μg/mg nelle femmine e 3,30 e 3,22 μg/mg nelle femmine, rispettivamente.Efficacia di MCM-S e PMD-R Ae nell'uccisione di adulti.a Egypti in questi OE era vicino al piperonil butossido (valori di PBO, LD50 = 6,30 e 4,79 μg/mg nelle femmine, rispettivamente), ma non così pronunciato come la permetrina (valori LD50 = 0,44 e 3,70 ng/mg nelle femmine, rispettivamente).Tuttavia, i test biologici combinati hanno riscontrato una sinergia tra EO e permetrina.Significativo sinergismo con permetrina contro due ceppi di zanzare Aedes.Aedes a Egypti è stata notata nell'EM di C. rotundus e A. galanga.L'aggiunta degli oli di C. rotundus e A. galanga ha ridotto significativamente i valori LD50 della permetrina su MCM-S da 0,44 a 0,07 ng/mg e 0,11 ng/mg nelle femmine, rispettivamente, con valori di rapporto di sinergia (SR) rispettivamente di 6,28 e 4,00.Inoltre, gli OE di C. rotundus e A. galanga hanno anche ridotto significativamente i valori LD50 della permetrina sul PMD-R da 3,70 a 0,42 ng/mg e 0,003 ng/mg nelle femmine, rispettivamente, con valori SR di 8,81 e 1233,33, rispettivamente..
Effetto sinergico di una combinazione di EO-permetrina per aumentare la tossicità negli adulti contro due ceppi di zanzare Aedes.Aedes a Egypti dimostra un ruolo promettente per l’ossido di etilene come sinergizzante nel migliorare l’efficacia anti-zanzare, soprattutto laddove i composti tradizionali sono inefficaci o inappropriati.
La zanzara Aedes a Egypti (Diptera: Culicidae) è il principale vettore della febbre dengue e di altre malattie virali infettive come la febbre gialla, la chikungunya e il virus Zika, rappresentando una minaccia enorme e persistente per gli esseri umani[1, 2]..Il virus dengue è la febbre emorragica patogena più grave che colpisce gli esseri umani, con circa 5-100 milioni di casi stimati ogni anno e oltre 2,5 miliardi di persone a rischio in tutto il mondo [3].Le epidemie di questa malattia infettiva rappresentano un onere enorme per le popolazioni, i sistemi sanitari e le economie della maggior parte dei paesi tropicali [1].Secondo il Ministero della Salute tailandese, nel 2015 sono stati segnalati a livello nazionale 142.925 casi di febbre dengue e 141 decessi, più di tre volte il numero di casi e decessi nel 2014 [4].Nonostante le prove storiche, la febbre dengue è stata debellata o notevolmente ridotta dalla zanzara Aedes.In seguito al controllo dell’Aedes a Egypti [5], i tassi di infezione sono aumentati notevolmente e la malattia si è diffusa in tutto il mondo, in parte a causa di decenni di riscaldamento globale.Eliminazione e controllo di Ae.L'Aedes a Egypti è relativamente difficile perché è un vettore domestico di zanzare che si accoppia, si nutre, riposa e depone le uova dentro e intorno alle abitazioni umane durante il giorno.Inoltre, questa zanzara ha la capacità di adattarsi ai cambiamenti ambientali o ai disturbi causati da eventi naturali (come la siccità) o da misure di controllo umano, e può tornare al suo numero originale [6, 7].Poiché i vaccini contro la febbre dengue sono stati approvati solo di recente e non esiste un trattamento specifico per la febbre dengue, prevenire e ridurre il rischio di trasmissione della dengue dipende interamente dal controllo delle zanzare vettori e dall’eliminazione del contatto umano con i vettori.
In particolare, l’uso di sostanze chimiche per il controllo delle zanzare svolge ora un ruolo importante nella salute pubblica come componente importante di una gestione integrata e completa dei vettori.I metodi chimici più diffusi prevedono l’uso di insetticidi poco tossici che agiscono contro le larve di zanzara (larvicidi) e le zanzare adulte (adidocidi).È considerato importante il controllo delle larve attraverso la riduzione della fonte e l’uso regolare di larvicidi chimici come organofosfati e regolatori della crescita degli insetti.Tuttavia, gli impatti ambientali negativi associati ai pesticidi sintetici e la loro manutenzione complessa e ad alta intensità di lavoro rimangono una delle principali preoccupazioni [8, 9].Il tradizionale controllo attivo dei vettori, come il controllo degli adulti, rimane il mezzo di controllo più efficace durante le epidemie virali perché può sradicare i vettori di malattie infettive rapidamente e su larga scala, oltre a ridurre la durata e la longevità delle popolazioni locali di vettori [3]., 10].Quattro classi di insetticidi chimici: organoclorurati (indicati solo come DDT), organofosfati, carbammati e piretroidi costituiscono la base dei programmi di controllo dei vettori, con i piretroidi considerati la classe di maggior successo.Sono altamente efficaci contro vari artropodi e hanno una bassa efficacia.tossicità per i mammiferi.Attualmente, i piretroidi sintetici costituiscono la maggior parte dei pesticidi commerciali, rappresentando circa il 25% del mercato globale dei pesticidi [11, 12].La permetrina e la deltametrina sono insetticidi piretroidi ad ampio spettro utilizzati in tutto il mondo da decenni per controllare una varietà di parassiti di importanza agricola e medica [13, 14].Negli anni '50, il DDT fu selezionato come sostanza chimica preferita per il programma nazionale di controllo delle zanzare per la salute pubblica della Thailandia.In seguito all’uso diffuso del DDT nelle aree endemiche per la malaria, la Thailandia ha gradualmente eliminato l’uso del DDT tra il 1995 e il 2000 e lo ha sostituito con due piretroidi: permetrina e deltametrina [15, 16].Questi insetticidi piretroidi sono stati introdotti all’inizio degli anni ’90 per controllare la malaria e la febbre dengue, principalmente attraverso trattamenti con reti da letto e l’uso di nebbie termiche e spray a bassissima tossicità [14, 17].Tuttavia, hanno perso efficacia a causa della forte resistenza alle zanzare e della mancanza di conformità da parte del pubblico a causa delle preoccupazioni sulla salute pubblica e sull’impatto ambientale delle sostanze chimiche sintetiche.Ciò pone sfide significative al successo dei programmi di controllo dei vettori di minaccia [14, 18, 19].Per rendere la strategia più efficace sono necessarie contromisure tempestive e adeguate.Le procedure di gestione consigliate includono la sostituzione di sostanze naturali, la rotazione di sostanze chimiche di classi diverse, l'aggiunta di sinergizzanti e la miscelazione di sostanze chimiche o l'applicazione simultanea di sostanze chimiche di classi diverse [14, 20, 21].Pertanto, esiste l’urgente necessità di trovare e sviluppare un’alternativa eco-compatibile, conveniente ed efficace e sinergica e questo studio mira a rispondere a questa esigenza.
Gli insetticidi di derivazione naturale, in particolare quelli a base di componenti vegetali, hanno mostrato potenziale nella valutazione delle alternative attuali e future per il controllo delle zanzare [22, 23, 24].Diversi studi hanno dimostrato che è possibile controllare importanti vettori di zanzare utilizzando prodotti vegetali, in particolare oli essenziali (EO), come killer degli adulti.Proprietà adulticide contro alcune importanti specie di zanzare sono state riscontrate in molti oli vegetali quali sedano, cumino, zedoaria, anice, peperone, timo, 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].Oggi l’ossido di etilene viene utilizzato non solo da solo, ma anche in combinazione con sostanze vegetali estratte o pesticidi sintetici esistenti, producendo vari gradi di tossicità.Combinazioni di insetticidi tradizionali come organofosfati, carbammati e piretroidi con ossido di etilene/estratti vegetali agiscono in modo sinergico o antagonista nei loro effetti tossici e hanno dimostrato di essere efficaci contro i vettori di malattie e i parassiti [31,32,33,34,35].Tuttavia, la maggior parte degli studi sugli effetti tossici sinergici delle combinazioni di sostanze fitochimiche con o senza sostanze chimiche di sintesi sono stati condotti su insetti vettori e parassiti agricoli piuttosto che su zanzare importanti dal punto di vista medico.Inoltre, la maggior parte del lavoro sugli effetti sinergici delle combinazioni di insetticidi vegetali-sintetici contro le zanzare vettori si è concentrato sull’effetto larvicida.
In un precedente studio condotto dagli autori come parte di un progetto di ricerca in corso sullo screening degli intimicidi da piante alimentari indigene in Thailandia, è stato scoperto che gli ossidi di etilene di Cyperus rotundus, galanga e cannella hanno una potenziale attività contro le Aedes adulte.Egitto [36].Pertanto, questo studio mirava a valutare l'efficacia degli OE isolati da queste piante medicinali contro le zanzare Aedes.aegizi, compresi i ceppi piretroidi resistenti e sensibili.È stato analizzato anche l'effetto sinergico di miscele binarie di ossido di etilene e piretroidi sintetici con buona efficacia negli adulti per ridurre l'uso di insetticidi tradizionali e aumentare la resistenza alle zanzare vettori, in particolare contro Aedes.Aedes aegizi.Questo articolo riporta la caratterizzazione chimica degli oli essenziali efficaci e il loro potenziale di aumentare la tossicità della permetrina sintetica contro le zanzare Aedes.a Egypti in ceppi piretroidi sensibili (MCM-S) e ceppi resistenti (PMD-R).
I rizomi di C. rotundus e A. galanga e la corteccia di C. verum (Fig. 1) utilizzati per l'estrazione dell'olio essenziale sono stati acquistati da fornitori di medicinali a base di erbe nella provincia di Chiang Mai, Tailandia.L'identificazione scientifica di queste piante è stata ottenuta attraverso la consultazione con il signor James Franklin Maxwell, botanico dell'erbario, Dipartimento di Biologia, Facoltà di Scienze, Università di Chiang Mai (CMU), Provincia di Chiang Mai, Thailandia, e lo scienziato Wannari Charoensap;nel Dipartimento di Farmacia, College of Pharmacy, Carnegie Mellon University, i campioni Ms. Voucher di ciascuna pianta sono conservati nel Dipartimento di Parassitologia della Carnegie Mellon University School of Medicine per un uso futuro.
I campioni di piante sono stati essiccati individualmente all'ombra per 3-5 giorni in uno spazio aperto con ventilazione attiva e una temperatura ambiente di circa 30 ± 5 °C per rimuovere il contenuto di umidità prima dell'estrazione degli oli essenziali naturali (EO).Un totale di 250 g di ciascun materiale vegetale secco è stato macinato meccanicamente in una polvere grossolana e utilizzato per isolare gli oli essenziali (EO) mediante distillazione a vapore.L'apparato di distillazione era costituito da un mantello riscaldante elettrico, un pallone a fondo tondo da 3000 mL, una colonna di estrazione, un condensatore e un dispositivo Cool ace (Eyela Cool Ace CA-1112 CE, Tokyo Rikakikai Co. Ltd., Tokyo, Giappone) .Aggiungere 1600 ml di acqua distillata e 10-15 perle di vetro nel pallone e quindi riscaldarlo a circa 100°C utilizzando un riscaldatore elettrico per almeno 3 ore finché la distillazione è completa e non viene più prodotto EO.Lo strato di EO è stato separato dalla fase acquosa utilizzando un imbuto separatore, essiccato su solfato di sodio anidro (Na2SO4) e conservato in una bottiglia marrone sigillata a 4°C fino all'esame della composizione chimica e dell'attività degli adulti.
La composizione chimica degli oli essenziali è stata effettuata contemporaneamente al saggio biologico per la sostanza adulta.L'analisi qualitativa è stata eseguita utilizzando un sistema GC-MS costituito da un gascromatografo Hewlett-Packard (Wilmington, CA, USA) 7890A dotato di un rivelatore selettivo di massa a quadrupolo singolo (Agilent Technologies, Wilmington, CA, USA) e un MSD 5975C (EI ).(Tecnologie Agilent).
Colonna cromatografica – DB-5MS (30 m × diametro interno 0,25 mm × spessore film 0,25 µm).Il tempo totale di esecuzione della GC-MS è stato di 20 minuti.Le condizioni di analisi sono che le temperature dell'iniettore e della linea di trasferimento siano rispettivamente 250 e 280 °C;la temperatura del forno è impostata per aumentare da 50°C a 250°C ad una velocità di 10°C/min, il gas di trasporto è elio;portata 1,0 ml/min;il volume di iniezione è 0,2 µL (1/10% in volume in CH2Cl2, rapporto di suddivisione 100:1);Per il rilevamento GC-MS viene utilizzato un sistema di ionizzazione elettronica con un'energia di ionizzazione di 70 eV.L'intervallo di acquisizione è compreso tra 50 e 550 unità di massa atomica (amu) e la velocità di scansione è di 2,91 scansioni al secondo.Le percentuali relative dei componenti sono espresse come percentuali normalizzate per l'area del picco.L'identificazione degli ingredienti OE si basa sul loro indice di ritenzione (RI).L'IR è stato calcolato utilizzando l'equazione di Van den Dool e Kratz [37] per le serie di n-alcani (C8-C40) e confrontato con gli indici di ritenzione tratti dalla letteratura [38] e dai database delle biblioteche (NIST 2008 e Wiley 8NO8).L'identità dei composti mostrati, come struttura e formula molecolare, è stata confermata dal confronto con i campioni autentici disponibili.
Gli standard analitici per permetrina sintetica e piperonil butossido (PBO, controllo positivo negli studi sinergici) sono stati acquistati da Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA).I kit di test per adulti dell'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) e le dosi diagnostiche di carta impregnata di permetrina (0,75%) sono stati acquistati commercialmente dal Centro di controllo vettoriale dell'OMS a Penang, in Malesia.Tutti gli altri prodotti chimici e reagenti utilizzati erano di grado analitico e sono stati acquistati da istituzioni locali nella provincia di Chiang Mai, in Tailandia.
Le zanzare utilizzate come organismi di prova nel test biologico sugli adulti erano zanzare Aedes di laboratorio che si accoppiavano liberamente.a Egypti, compreso il ceppo suscettibile Muang Chiang Mai (MCM-S) e il ceppo resistente Pang Mai Dang (PMD-R).Il ceppo MCM-S è stato ottenuto da campioni locali raccolti nell'area di Muang Chiang Mai, provincia di Chiang Mai, Tailandia, ed è stato mantenuto nella sala di entomologia del Dipartimento di Parassitologia, Scuola di Medicina CMU, dal 1995 [39].Il ceppo PMD-R, che è risultato resistente alla permetrina, è stato isolato da zanzare di campo originariamente raccolte a Ban Pang Mai Dang, distretto di Mae Tang, provincia di Chiang Mai, Tailandia, ed è stato mantenuto nello stesso istituto dal 1997 [40 ].I ceppi PMD-R sono stati coltivati sotto pressione selettiva per mantenere livelli di resistenza mediante esposizione intermittente a permetrina allo 0,75% utilizzando il kit di rilevamento dell’OMS con alcune modifiche [41].Ogni ceppo di Ae.Aedes a Egypti è stata colonizzata individualmente in un laboratorio privo di agenti patogeni a 25 ± 2 °C e 80 ± 10% di umidità relativa e con un fotoperiodo luce/buio di 14:10 h.Circa 200 larve sono state tenute in vassoi di plastica (33 cm di lunghezza, 28 cm di larghezza e 9 cm di altezza) riempiti con acqua di rubinetto ad una densità di 150-200 larve per vassoio e alimentati due volte al giorno con biscotti per cani sterilizzati.I vermi adulti sono stati tenuti in gabbie umide e alimentati continuamente con una soluzione acquosa di saccarosio al 10% e una soluzione di sciroppo multivitaminico al 10%.Le zanzare femmine succhiano regolarmente il sangue per deporre le uova.Le femmine di età compresa tra due e cinque giorni che non sono state nutrite con sangue possono essere utilizzate continuamente in test biologici sperimentali sugli adulti.
Un saggio biologico dose-mortalità-risposta dell'EO è stato eseguito su zanzare Aedes femmine adulte.a Egypti, MCM-S e PMD-R utilizzando un metodo topico modificato secondo il protocollo standard dell’OMS per i test di sensibilità [42].L'EO di ciascuna pianta è stato diluito in serie con un solvente adatto (ad esempio etanolo o acetone) per ottenere una serie graduata di 4-6 concentrazioni.Dopo l'anestesia con anidride carbonica (CO2), le zanzare sono state pesate individualmente.Le zanzare anestetizzate sono state poi tenute immobili su carta da filtro asciutta su una piastra fredda personalizzata sotto uno stereomicroscopio per prevenire la riattivazione durante la procedura.Per ciascun trattamento, 0,1 μl di soluzione di EO sono stati applicati al pronoto superiore della femmina utilizzando un microdispenser portatile Hamilton (700 Series Microliter™, Hamilton Company, Reno, NV, USA).Venticinque donne sono state trattate con ciascuna concentrazione, con una mortalità compresa tra il 10% e il 95% per almeno 4 diverse concentrazioni.Le zanzare trattate con solvente sono servite da controllo.Per prevenire la contaminazione dei campioni di prova, sostituire la carta da filtro con una nuova carta da filtro per ciascun OE testato.Le dosi utilizzate in questi test biologici sono espresse in microgrammi di EO per milligrammo di peso corporeo femminile vivente.Anche l’attività del PBO negli adulti è stata valutata in modo simile all’EO, con il PBO utilizzato come controllo positivo negli esperimenti sinergici.Le zanzare trattate in tutti i gruppi sono state poste in bicchieri di plastica e hanno ricevuto il 10% di saccarosio più il 10% di sciroppo multivitaminico.Tutti i test biologici sono stati eseguiti a 25 ± 2 °C e 80 ± 10% di umidità relativa e ripetuti quattro volte con i controlli.La mortalità durante il periodo di allevamento di 24 ore è stata controllata e confermata dalla mancanza di risposta della zanzara alla stimolazione meccanica e poi registrata sulla base della media di quattro repliche.I trattamenti sperimentali sono stati ripetuti quattro volte per ciascun campione di prova utilizzando diversi lotti di zanzare.I risultati sono stati riepilogati e utilizzati per calcolare il tasso di mortalità percentuale, utilizzato per determinare la dose letale nelle 24 ore mediante analisi probit.
L'effetto anticida sinergico dell'EO e della permetrina è stato valutato utilizzando una procedura di test di tossicità locale [42] come precedentemente descritto.Utilizzare acetone o etanolo come solvente per preparare la permetrina alla concentrazione desiderata, nonché una miscela binaria di EO e permetrina (EO-permetrina: permetrina miscelata con EO alla concentrazione LD25).I kit di test (permetrina ed EO-permetrina) sono stati valutati rispetto ai ceppi MCM-S e PMD-R di Ae.Aedes aegizi.A ciascuna delle 25 zanzare femmine sono state somministrate quattro dosi di permetrina per testarne l'efficacia nell'uccidere gli adulti, con ciascun trattamento ripetuto quattro volte.Per identificare i candidati sinergisti dell’EO, sono state somministrate da 4 a 6 dosi di EO-permetrina a ciascuna delle 25 zanzare femmine, con ciascuna applicazione ripetuta quattro volte.Anche il trattamento con PBO-permetrina (permetrina miscelata con concentrazione LD25 di PBO) è servito come controllo positivo.Le dosi utilizzate in questi test biologici sono espresse in nanogrammi di campione di prova per milligrammo di peso corporeo femminile vivo.Sono state condotte quattro valutazioni sperimentali per ciascun ceppo di zanzare su lotti allevati individualmente e i dati sulla mortalità sono stati raggruppati e analizzati utilizzando Probit per determinare una dose letale nelle 24 ore.
Il tasso di mortalità è stato aggiustato utilizzando la formula di Abbott [43].I dati corretti sono stati analizzati mediante analisi di regressione Probit utilizzando il programma statistico informatico SPSS (versione 19.0).Valori letali del 25%, 50%, 90%, 95% e 99% (LD25, LD50, LD90, LD95 e LD99, rispettivamente) sono stati calcolati utilizzando i corrispondenti intervalli di confidenza al 95% (IC al 95%).Le misurazioni della significatività e delle differenze tra i campioni di prova sono state valutate utilizzando il test chi-quadrato o il test U di Mann-Whitney all'interno di ciascun test biologico.I risultati sono stati considerati statisticamente significativi per P<0,05.Il coefficiente di resistenza (RR) è stimato al livello LD50 utilizzando la seguente formula [12]:
RR > 1 indica resistenza e RR ≤ 1 indica sensibilità.Il valore del rapporto di sinergia (SR) di ciascun candidato sinergista è calcolato come segue [34, 35, 44]:
Questo fattore divide i risultati in tre categorie: un valore SR di 1±0,05 è considerato non avere alcun effetto apparente, un valore SR >1,05 è considerato avere un effetto sinergico e un valore SR di A olio liquido giallo chiaro può essere ottenuto per distillazione in corrente di vapore dei rizomi di C. rotundus e A. galanga e della corteccia di C. verum.Le rese calcolate sul peso secco erano 0,15%, 0,27% (p/p) e 0,54% (v/v).w) rispettivamente (Tabella 1).Lo studio GC-MS della composizione chimica degli oli di C. rotundus, A. galanga e C. verum ha mostrato la presenza di 19, 17 e 21 composti, che rappresentavano rispettivamente l'80,22, 86,75 e 97,24% di tutti i componenti (Tabella 2 ).I composti dell'olio di rizoma di C. lucidum sono costituiti principalmente da ciperonene (14,04%), seguito da carralene (9,57%), α-capsellano (7,97%) e α-capsellano (7,53%).Il principale componente chimico dell'olio di rizoma di galanga è il β-bisabolene (18,27%), seguito da α-bergamotene (16,28%), 1,8-cineolo (10,17%) e piperonolo (10,09%).Mentre la cinnamaldeide (64,66%) è stata identificata come il componente principale dell'olio di corteccia di C. verum, l'acetato cinnamico (6,61%), l'α-copaene (5,83%) e la 3-fenilpropionaldeide (4,09%) sono stati considerati ingredienti minori.Le strutture chimiche di ciperne, β-bisabolene e cinnamaldeide sono i principali composti rispettivamente di C. rotundus, A. galanga e C. verum, come mostrato nella Figura 2.
I risultati di tre OO hanno valutato l'attività degli adulti contro le zanzare Aedes.a Egypti sono mostrate nella Tabella 3. È stato riscontrato che tutti gli OE hanno effetti letali sulle zanzare MCM-S Aedes a diversi tipi e dosi.Aedes aegizi.L’EO più efficace è C. verum, seguito da A. galanga e C. rotundus con valori LD50 rispettivamente di 3,30, 7,97 e 10,05 μg/mg MCM-S femmine, leggermente superiori 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 nelle donne.Ciò corrisponde al PBO che ha un effetto leggermente maggiore negli adulti su PMD-R rispetto al ceppo MSM-S, con valori LD50 di 4,79 e 6,30 μg/mg nelle femmine, rispettivamente (U = 0, Z = -2,021, P = 0,057) .).Si può calcolare che i valori LD50 di C. verum, A. galanga, C. rotundus e PBO contro PMD-R sono rispettivamente circa 0,98, 0,99, 0,95 e 0,76 volte inferiori a quelli contro MCM-S.Pertanto, ciò indica che la sensibilità al PBO e all’EO è relativamente simile tra i due ceppi di Aedes.Sebbene PMD-R fosse più suscettibile di MCM-S, la sensibilità di Aedes a Egypti non era significativa.Al contrario, i due ceppi di Aedes differivano notevolmente nella loro sensibilità alla permetrina.aegizi (Tabella 4).PMD-R ha dimostrato una resistenza significativa alla permetrina (valore LD50 = 0,44 ng/mg nelle donne) con un valore LD50 più elevato di 3,70 rispetto a MCM-S (valore LD50 = 0,44 ng/mg nelle donne) ng/mg nelle donne (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029).Sebbene PMD-R sia molto meno sensibile alla permetrina rispetto a MCM-S, la sua sensibilità al PBO e agli oli di C. verum, A. galanga e C. rotundus è leggermente superiore a MCM-S.
Come osservato nel test biologico sulla popolazione adulta della combinazione EO-permetrina, le miscele binarie di permetrina ed EO (LD25) hanno mostrato sinergia (valore SR > 1,05) o nessun effetto (valore SR = 1 ± 0,05).Effetti complessi sugli adulti di una miscela di EO-permetrina su zanzare albine sperimentali.I ceppi di Aedes a Egypti MCM-S e PMD-R sono mostrati nella Tabella 4 e nella Figura 3. È stato riscontrato che l'aggiunta di olio di C. verum riduce leggermente la LD50 della permetrina contro MCM-S e aumenta leggermente la LD50 contro PMD-R a 0,44–. rispettivamente 0,42 ng/mg nelle donne e da 3,70 a 3,85 ng/mg nelle donne.Al contrario, l'aggiunta di oli di C. rotundus e A. galanga ha ridotto significativamente la LD50 della permetrina su MCM-S da 0,44 a 0,07 (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) e a 0,11 (U = 0)., Z) = -2,309, P = 0,029) ng/mg donne.Sulla base dei valori LD50 di MCM-S, i valori SR della miscela EO-permetrina dopo l'aggiunta degli oli di C. rotundus e A. galanga erano rispettivamente 6,28 e 4,00.Di conseguenza, la LD50 della permetrina contro il PMD-R è diminuita significativamente da 3,70 a 0,42 (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) e a 0,003 con l'aggiunta di oli di C. rotundus e A. galanga (U = 0) ., Z = -2,337, P = 0,029) ng/mg femmine.Il valore SR della permetrina combinata con C. rotundus contro PMD-R era 8,81, mentre il valore SR della miscela galanga-permetrina era 1233,33.Rispetto a MCM-S, il valore LD50 del controllo positivo PBO è diminuito da 0,44 a 0,26 ng/mg (femmine) e da 3,70 ng/mg (femmine) a 0,65 ng/mg (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) e PMD-R (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029).I valori SR della miscela PBO-permetrina per i ceppi MCM-S e PMD-R erano rispettivamente 1,69 e 5,69.Questi risultati indicano che gli oli di C. rotundus e A. galanga e il PBO aumentano la tossicità della permetrina in misura maggiore rispetto all’olio di C. verum per i ceppi MCM-S e PMD-R.
Attività negli adulti (LD50) di EO, PBO, permetrina (PE) e loro combinazioni contro ceppi piretroidi sensibili (MCM-S) e resistenti (PMD-R) di zanzare Aedes.Aedes aegizi
[45].I piretroidi sintetici sono utilizzati in tutto il mondo per controllare quasi tutti gli artropodi di importanza agricola e medica.Tuttavia, a causa delle conseguenze dannose dell’uso di insetticidi sintetici, soprattutto in termini di sviluppo e diffusa resistenza delle zanzare, nonché dell’impatto a lungo termine sulla salute e sull’ambiente, esiste ora l’urgente necessità di ridurne l’uso dei tradizionali insetticidi sintetici e sviluppare alternative [35, 46, 47].Oltre a proteggere l’ambiente e la salute umana, i vantaggi degli insetticidi botanici includono elevata selettività, disponibilità globale e facilità di produzione e utilizzo, che li rendono più attraenti per il controllo delle zanzare [32,48, 49].Questo studio, oltre a chiarire le caratteristiche chimiche degli oli essenziali efficaci attraverso l’analisi GC-MS, ha anche valutato la potenza degli oli essenziali adulti e la loro capacità di aumentare la tossicità della permetrina sintetica.a Egypti in ceppi piretroidi sensibili (MCM-S) e ceppi resistenti (PMD-R).
La caratterizzazione GC-MS ha mostrato che ciperno (14,04%), β-bisabolene (18,27%) e cinnamaldeide (64,66%) erano i componenti principali rispettivamente degli oli di C. rotundus, A. galanga e C. verum.Queste sostanze chimiche hanno dimostrato diverse attività biologiche.Ahn et al.[50] hanno riferito che il 6-acetossicyperene, isolato dal rizoma di C. rotundus, agisce come un composto antitumorale e può indurre l'apoptosi caspasi-dipendente nelle cellule tumorali ovariche.Il β-Bisabolene, estratto dall’olio essenziale dell’albero di mirra, mostra una citotossicità specifica contro le cellule tumorali mammarie umane e di topo sia in vitro che in vivo [51].È stato riportato che la cinnamaldeide, ottenuta da estratti naturali o sintetizzata in laboratorio, possiede attività insetticida, antibatterica, antifungina, antinfiammatoria, immunomodulatrice, antitumorale e antiangiogenica [52].
I risultati del test biologico sull’attività degli adulti dose-dipendente hanno mostrato un buon potenziale degli OE testati e hanno dimostrato che i ceppi di zanzare Aedes MCM-S e PMD-R avevano una suscettibilità simile all’EO e al PBO.Aedes aegizi.Un confronto tra l’efficacia dell’EO e della permetrina ha mostrato che quest’ultima ha un effetto allercida più forte: i valori di LD50 sono 0,44 e 3,70 ng/mg nelle femmine rispettivamente per i ceppi MCM-S e PMD-R.Questi risultati sono supportati da molti studi che dimostrano che i pesticidi presenti in natura, in particolare i prodotti di origine vegetale, sono generalmente meno efficaci delle sostanze sintetiche [31, 34, 35, 53, 54].Ciò può essere dovuto al fatto che il primo è una combinazione complessa di ingredienti attivi o inattivi, mentre il secondo è un singolo composto attivo purificato.Tuttavia, la diversità e la complessità dei principi attivi naturali con diversi meccanismi d’azione possono potenziare l’attività biologica o ostacolare lo sviluppo di resistenza nelle popolazioni ospiti [55, 56, 57].Molti ricercatori hanno segnalato il potenziale antizanzare di C. verum, A. galanga e C. rotundus e dei loro componenti come β-bisabolene, cinnamaldeide e 1,8-cineolo [22, 36, 58, 59, 60,61, 62,63,64].Tuttavia, una revisione della letteratura ha rivelato che non vi erano precedenti segnalazioni del suo effetto sinergico con permetrina o altri insetticidi sintetici contro le zanzare Aedes.Aedes aegizi.
In questo studio sono state osservate differenze significative nella sensibilità alla permetrina tra i due ceppi di Aedes.Aedes aegizi.MCM-S è sensibile alla permetrina, mentre PMD-R è molto meno sensibile ad essa, con un tasso di resistenza di 8,41.Rispetto alla sensibilità di MCM-S, PMD-R è meno sensibile alla permetrina ma più sensibile all'EO, fornendo una base per ulteriori studi volti ad aumentare l'efficacia della permetrina combinandola con l'EO.Un test biologico sinergico basato su una combinazione per gli effetti sugli adulti ha dimostrato che le miscele binarie di EO e permetrina hanno ridotto o aumentato la mortalità degli Aedes adulti.Aedes aegizi.L'aggiunta di olio di C. verum ha leggermente ridotto la LD50 della permetrina contro MCM-S ma ha leggermente aumentato la LD50 contro PMD-R con valori SR di 1,05 e 0,96, rispettivamente.Ciò indica che l’olio di C. verum non ha un effetto sinergico o antagonista sulla permetrina quando testato su MCM-S e PMD-R.Al contrario, gli oli di C. rotundus e A. galanga hanno mostrato un significativo effetto sinergico riducendo significativamente i valori LD50 della permetrina su MCM-S o PMD-R.Quando la permetrina è stata combinata con l'EO di C. rotundus e A. galanga, i valori SR della miscela EO-permetrina per MCM-S erano rispettivamente 6,28 e 4,00.Inoltre, quando la permetrina è stata valutata contro PMD-R in combinazione con C. rotundus (SR = 8,81) o A. galanga (SR = 1233,33), i valori di SR sono aumentati in modo significativo.Vale la pena notare che sia C. rotundus che A. galanga hanno aumentato la tossicità della permetrina contro PMD-R Ae.aegizi in modo significativo.Allo stesso modo, è stato riscontrato che il PBO aumenta la tossicità della permetrina con valori SR di 1,69 e 5,69 rispettivamente per i ceppi MCM-S e PMD-R.Poiché C. rotundus e A. galanga avevano i valori SR più alti, erano considerati i migliori sinergisti nel migliorare la tossicità della permetrina rispettivamente su MCM-S e PMD-R.
Diversi studi precedenti hanno riportato l’effetto sinergico di combinazioni di insetticidi sintetici ed estratti vegetali contro varie specie di zanzare.Un saggio biologico larvicida contro Anopheles Stephensi studiato da Kalayanasundaram e Das [65] ha mostrato che il fenthion, un organofosfato ad ampio spettro, era associato a Cleodendron inerme, Pedalium murax e Parthenium hysterophorus.È stata osservata una sinergia significativa tra gli estratti con un effetto sinergico (SF) di 1,31., 1,38, 1,40, 1,48, 1,61 e 2,23, rispettivamente.In uno screening larvicida di 15 specie di mangrovie, l’estratto di etere di petrolio delle radici su palafitte di mangrovia si è rivelato più efficace contro Culex quinquefasciatus con un valore LC50 di 25,7 mg/L [66].È stato inoltre segnalato che l'effetto sinergico di questo estratto e dell'insetticida botanico piretro riduce la LC50 del piretro contro le larve di C. quinquefasciatus da 0,132 mg/L a 0,107 mg/L; inoltre, in questo studio è stato utilizzato un calcolo SF di 1,23.34,35,44].È stata valutata l'efficacia combinata dell'estratto di radice di cedro di Solanum e di diversi insetticidi sintetici (ad esempio, fenthion, cipermetrina (un piretroide sintetico) e timethphos (un larvicida organofosforico)) contro le zanzare Anopheles.Stephensi [54] e C. quinquefasciatus [34].L'uso combinato di cipermetrina ed estratto di etere di petrolio del frutto giallo ha mostrato un effetto sinergico sulla cipermetrina in tutti i rapporti.Il rapporto più efficace è stata la combinazione binaria 1:1 con valori LC50 e SF di 0,0054 ppm e 6,83, rispettivamente, rispetto ad An.Stephen West[54].Mentre una miscela binaria 1:1 di S. xanthocarpum e temephos era antagonista (SF = 0,6406), la combinazione S. xanthocarpum-fenthion (1:1) ha mostrato un'attività sinergica contro C. quinquefasciatus con un SF di 1,3125 [34]].Tong e Blomquist [35] hanno studiato gli effetti dell'ossido di etilene vegetale sulla tossicità del carbaryl (un carbammato ad ampio spettro) e della permetrina sulle zanzare Aedes.Aedes aegizi.I risultati hanno mostrato che l’ossido di etilene proveniente da agar, pepe nero, ginepro, elicriso, legno di sandalo e sesamo aumentava la tossicità del carbaryl per le zanzare Aedes.i valori SR delle larve a Egypti variano da 1,0 a 7,0.Al contrario, nessuno degli OE era tossico per le zanzare Aedes adulte.In questa fase non sono stati riportati effetti sinergici per la combinazione di Aedes a Egypti ed EO-carbaril.Il PBO è stato utilizzato come controllo positivo per aumentare la tossicità del carbaryl contro le zanzare Aedes.I valori SR delle larve e degli adulti di Aedes a Egypti sono rispettivamente 4,9-9,5 e 2,3.Solo le miscele binarie di permetrina ed EO o PBO sono state testate per l'attività larvicida.La miscela EO-permetrina ha avuto un effetto antagonista, mentre la miscela PBO-permetrina ha avuto un effetto sinergico contro le zanzare Aedes.Larve di Aedes aegizi.Tuttavia, gli esperimenti di risposta alla dose e la valutazione della SR per le miscele PBO-permetrina non sono ancora stati eseguiti.Sebbene siano stati ottenuti pochi risultati riguardo agli effetti sinergici delle combinazioni fitosintetiche contro le zanzare vettori, questi dati supportano i risultati esistenti, che aprono la prospettiva di aggiungere agenti sinergici non solo per ridurre la dose applicata, ma anche per aumentare l’effetto abbattente.Efficienza degli insetti.Inoltre, i risultati di questo studio hanno dimostrato per la prima volta che gli oli di C. rotundus e A. galanga esercitano sinergicamente un’efficacia significativamente più elevata contro i ceppi di zanzare Aedes sensibili ai piretroidi e resistenti ai piretroidi rispetto al PBO quando combinato con la tossicità della permetrina.Aedes aegizi.Tuttavia, risultati inaspettati dell’analisi sinergica hanno mostrato che l’olio di C. verum aveva la maggiore attività anti-adulti contro entrambi i ceppi di Aedes.Sorprendentemente, l'effetto tossico della permetrina su Aedes a Egypti è risultato insoddisfacente.Le variazioni negli effetti tossici e negli effetti sinergici possono essere dovute in parte all’esposizione a diversi tipi e livelli di componenti bioattivi presenti in questi oli.
Nonostante gli sforzi per capire come migliorare l’efficienza, i meccanismi sinergici rimangono poco chiari.Le possibili ragioni della diversa efficacia e del potenziale sinergico possono includere differenze nella composizione chimica dei prodotti testati e differenze nella suscettibilità alle zanzare associate allo stato di resistenza e allo sviluppo.Esistono differenze tra i componenti principali e minori dell'ossido di etilene testati in questo studio e alcuni di questi composti hanno dimostrato di avere effetti repellenti e tossici contro una varietà di parassiti e vettori di malattie [61,62,64,67,68].Tuttavia, i principali composti caratterizzati negli oli di C. rotundus, A. galanga e C. verum, come ciperno, β-bisabolene e cinnamaldeide, non sono stati testati in questo articolo per le loro attività anti-adulti e sinergiche contro Ae, rispettivamente.Aedes aegizi.Pertanto, sono necessari studi futuri per isolare i principi attivi presenti in ciascun olio essenziale e chiarire la loro efficacia insetticida e le interazioni sinergiche contro questo vettore di zanzara.In generale, l'attività insetticida dipende dall'azione e dalla reazione tra veleni e tessuti dell'insetto, che può essere semplificata e suddivisa in tre fasi: penetrazione nella pelle del corpo dell'insetto e nelle membrane degli organi bersaglio, attivazione (= interazione con il bersaglio) e disintossicazione.sostanze tossiche [57, 69].Pertanto, il sinergismo degli insetticidi che porta ad una maggiore efficacia delle combinazioni di sostanze tossiche richiede almeno una di queste categorie, come una maggiore penetrazione, una maggiore attivazione dei composti accumulati o una disintossicazione meno ridotta dell'ingrediente attivo del pesticida.Ad esempio, la tolleranza energetica ritarda la penetrazione della cuticola attraverso una cuticola ispessita e la resistenza biochimica, come l’aumento del metabolismo degli insetticidi osservato in alcuni ceppi di insetti resistenti [70, 71].La significativa efficacia degli OE nell’aumentare la tossicità della permetrina, in particolare contro il PMD-R, può indicare una soluzione al problema della resistenza agli insetticidi interagendo con i meccanismi di resistenza [57, 69, 70, 71].Tong e Blomquist [35] hanno supportato i risultati di questo studio dimostrando un’interazione sinergica tra gli OE e i pesticidi sintetici.a Egypti, esistono prove di attività inibitoria contro gli enzimi disintossicanti, comprese le monoossigenasi e le carbossilesterasi del citocromo P450, che sono strettamente associati allo sviluppo di resistenza ai pesticidi tradizionali.Non solo si dice che il PBO sia un inibitore metabolico della monoossigenasi del citocromo P450, ma migliora anche la penetrazione degli insetticidi, come dimostrato dal suo utilizzo come controllo positivo in studi sinergici [35, 72].È interessante notare che l’1,8-cineolo, uno dei componenti importanti presenti nell’olio di galanga, è noto per i suoi effetti tossici sulle specie di insetti [22, 63, 73] ed è stato segnalato che ha effetti sinergici in diverse aree di ricerca sull’attività biologica [ 74]..,75,76,77].Inoltre, anche l’1,8-cineolo in combinazione con vari farmaci tra cui la curcumina [78], il 5-fluorouracile [79], l’acido mefenamico [80] e la zidovudina [81] ha un effetto di promozione della permeazione.in vitro.Pertanto, il possibile ruolo dell’1,8-cineolo nell’azione insetticida sinergica non è solo come ingrediente attivo ma anche come potenziatore della penetrazione.A causa del maggiore sinergismo con la permetrina, in particolare contro il PMD-R, gli effetti sinergici dell'olio di galanga e dell'olio di trichosantes osservati in questo studio possono derivare da interazioni con meccanismi di resistenza, ovvero una maggiore permeabilità al cloro.I piretroidi aumentano l'attivazione dei composti accumulati e inibiscono gli enzimi disintossicanti come le monoossigenasi e le carbossilesterasi del citocromo P450.Tuttavia, questi aspetti richiedono ulteriori studi per chiarire il ruolo specifico dell’EO e dei suoi composti isolati (da soli o in combinazione) nei meccanismi sinergici.
Nel 1977, sono stati segnalati livelli crescenti di resistenza alla permetrina nelle principali popolazioni di vettori in Thailandia e, nei decenni successivi, l’uso della permetrina è stato in gran parte sostituito da altri prodotti chimici piretroidi, in particolare quelli sostituiti dalla deltametrina [82].Tuttavia, la resistenza dei vettori alla deltametrina e ad altre classi di insetticidi è estremamente comune in tutto il Paese a causa dell'uso eccessivo e persistente [14, 17, 83, 84, 85, 86].Per combattere questo problema, si raccomanda di ruotare o riutilizzare i pesticidi scartati che in precedenza erano efficaci e meno tossici per i mammiferi, come la permetrina.Attualmente, sebbene l’uso della permetrina sia stato ridotto nei recenti programmi di controllo delle zanzare del governo nazionale, è ancora possibile riscontrare resistenza alla permetrina nelle popolazioni di zanzare.Ciò potrebbe essere dovuto all’esposizione delle zanzare ai prodotti commerciali per il controllo dei parassiti domestici, che consistono principalmente in permetrina e altri piretroidi [14, 17].Pertanto, il successo del riutilizzo della permetrina richiede lo sviluppo e l’implementazione di strategie per ridurre la resistenza dei vettori.Sebbene nessuno degli oli essenziali testati individualmente in questo studio fosse efficace quanto la permetrina, la collaborazione con la permetrina ha prodotto effetti sinergici impressionanti.Questa è un’indicazione promettente del fatto che l’interazione dell’EO con i meccanismi di resistenza fa sì che la combinazione di permetrina con EO sia più efficace dell’insetticida o dell’EO da solo, in particolare contro PMD-R Ae.Aedes aegizi.I benefici delle miscele sinergiche nell’aumentare l’efficacia, nonostante l’uso di dosi più basse per il controllo dei vettori, possono portare a una migliore gestione della resistenza e a una riduzione dei costi [33, 87].Da questi risultati, è piacevole notare che gli OE di A. galanga e C. rotundus erano significativamente più efficaci del PBO nel sinergizzare la tossicità della permetrina sia nei ceppi MCM-S che PMD-R e rappresentano una potenziale alternativa ai tradizionali aiuti ergogenici.
Gli OE selezionati hanno avuto effetti sinergici significativi nel potenziare la tossicità negli adulti contro PMD-R Ae.a Egypti, in particolare l'olio di galanga, ha un valore SR fino a 1233,33, indicando che l'EO ha un'ampia promessa come sinergizzante nel migliorare l'efficacia della permetrina.Ciò potrebbe stimolare l’uso di un nuovo prodotto naturale attivo, che insieme potrebbe aumentare l’uso di prodotti altamente efficaci per il controllo delle zanzare.Rivela inoltre il potenziale dell’ossido di etilene come sinergizzante alternativo per migliorare efficacemente gli insetticidi più vecchi o tradizionali per affrontare i problemi di resistenza esistenti nelle popolazioni di zanzare.L’utilizzo di piante facilmente reperibili nei programmi di controllo delle zanzare non solo riduce la dipendenza da materiali importati e costosi, ma stimola anche gli sforzi locali per rafforzare i sistemi sanitari pubblici.
Questi risultati mostrano chiaramente il significativo effetto sinergico prodotto dalla combinazione di ossido di etilene e permetrina.I risultati evidenziano il potenziale dell’ossido di etilene come sinergizzante vegetale nel controllo delle zanzare, aumentando l’efficacia della permetrina contro le zanzare, soprattutto nelle popolazioni resistenti.Gli sviluppi e la ricerca futuri richiederanno bioanalisi sinergiche degli oli di galanga e alpinia e dei loro composti isolati, combinazioni di insetticidi di origine naturale o sintetica contro più specie e stadi di zanzare e test di tossicità contro organismi non bersaglio.Uso pratico dell'ossido di etilene come valido sinergizzante alternativo.
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Orario di pubblicazione: 08 luglio 2024