Efectos letales y subletales de monoterpenos sobre vectores de Chagas y su posible uso como herramientas de control

• Autores: Moretti, Ariadna Noelia
• Año de publicación: 2015
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Alzogaray, Raúl Adolfo; Sfara, Valeria
• Materia: MONOTERPENOS; 1,8-CINEOL; TRIATOMA INFESTANS; RHODNIUS PROLIXUS; REPELENCIA; VOLTEO; ACTIVIDAD LOCOMOTORA; EXPURGUE; MONOTERPENES; 1.8-CINEOLE; TRIATOMA INFESTANS; RHODNIUS PROLIXUS; LOCOMOTOR ACTIVITY; REPELLENCY; KNOCK-DOWN; FLUSHING-OUT
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El control de vectores de la Enfermedad de Chagas se realiza en Argentina mediante la aplicación de insecticidas piretroides. En las últimas décadas, la aparición del fenómeno de resistencia alos piretroides y la necesidad de identificar sustancias menos peligrosas para los humanos y el ambiente, motivaron la búsqueda de alternativas naturales para el desarrollo de nuevas herramientas de control ydiagnóstico entomológico (presencia de insectos vectores en viviendas). El objetivo de esta tesis doctoral fue explorar la bioactividad de sustancias de origen natural sobre los triatominos vectores de la Enfermedad de Chagas Triatoma infestans y Rhodnius prolixus. Para tal fin se evaluaron los síntomasvisibles de intoxicación, la repelencia, el volteo, el efecto sobre la actividad locomotora y la capacidad expurgante, de once monoterpenos componentes de aceites esenciales (el éter cíclico 1,8-cineol, tambiénconocido como eucaliptol, y diez alcoholes). Se describieron por primera vez en insectos los síntomas visibles de intoxicación por exposicióna un monoterpeno (1,8-cineol). En ambas especies, este monoterpeno produjo síntomas similares a losque ocasionan insecticidas neurotóxicos como organofosforados y piretroides, y se registró por primeravez el fenómeno de distensión abdominal en insectos expuestos a un monoterpeno. Se evaluó por primera vez en triatominos la repelencia producida por los monoterpenos deorigen botánico carvacrol, (-)-carveol, 1,8-cineol, citronelol, eugenol, linalool, mentol, α-terpineol, timoly (S)-cis-verbenol. La mayoría de los monoterpenos mostró un buen efecto repelente, similar al de ladietiltoluamida (DEET). La toxicidad de los once monoterpenos, aplicados como filmes sobre papel de filtro, siguió latendencia observada por otros autores en otros insectos: fueron menos tóxicos que los insecticidasconvencionales; el timol se destacó de los demás monoterpenos por su mayor toxicidad y las moléculascíclicas fueron más tóxicas que las lineales. Cuando se aplicó en forma tópica en ninfas del primer estadiode ambas especies, el 1,8-cineol presentó una toxicidad muy baja en comparación con la de deltametrina,siguiendo también la tendencia esperable. La aplicación conjunta de BP no sinergizó la toxicidad de estemonoterpeno. Se cuantificó por primera vez el efecto de monoterpenos sobre la actividad locomotora entriatominos. En ambas especies, la tetrametrina no resultó hiperactivante para el primer estadio (por estarazón, la deltametrina fue utilizada como control positivo) pero hiperactivó al quinto estadio (aconcentraciones varios órdenes de magnitud menores que los monoterpenos). En el primer estadio deambas especies, la mayoría de los once monoterpenos mostró efecto hiperactivante a partir de unaconcentración tres órdenes de magnitud superior a la del control positivo. Eugenol, 1,8-cineol, linalool,mentol, α-terpineol y timol resultaron buenos hiperactivantes y, por tanto, fueron seleccionados para suevaluación en ninfas del quinto estadio. Linalool y mentol hiperactivaron solamente al quinto estadio de T. infestans; 1,8-cineol y α-terpineol, solamente al quinto estadio de R. prolixus. Se evaluó por primera vez la capacidad de expurgue de monoterpenos en triatominos. Losmonoterpenos que hiperactivaron a las ninfas del quinto estadio de T. infestans (linalool y mentol),también resultaron expurgantes. El linalool se destacó como expurgante en condiciones de laboratorio, sibien fue necesario aplicar una concentración trescientas veces mayor para obtener un tiempo equitóxico aldel control positivo (tetrametrina). Al aplicar linalool y mentol, las ninfas abandonaron los refugios a unatasa aproximadamente constante a lo largo de treinta minutos. El eugenol, en cambio, presentó unadinámica de expurgue particular: en promedio cerca del 40% de las ninfas fue expurgado en menos decuatro minutos y este valor se mantuvo constante hasta el fin del tiempo experimental. Los bioensayos deexpurgue en condiciones de semi-campo, si bien preliminares, permitieron observar el fenómeno encondiciones más cercanas al futuro campo de aplicación de estos compuestos y alientan a continuarexplorando la potencialidad de linalool, eugenol y sus mezclas como potenciales principios activos de unformulado expurgante. Los resultados de esta tesis apoyan la idea de que el desarrollo de herramientas para el monitoreoy control de triatominos con monoterpenos es factible. Sería de gran valor continuar esta línea deinvestigación mediante el estudio de diferentes formulaciones (incluyendo el agregado de sinergistas) delos monoterpenos destacados (fundamentalmente 1,8-cineol, eugenol, linalool y timol) y los métodos deaplicación más eficaces para cada caso (repelencia, volteo o expurgue).
Vector control of Chagas disease in Argentina is performed by applying pyrethroid insecticides. In recent decades, the emergence of the phenomenon of resistance to pyrethroids and the need to identifyless hazardous substances for human and the environment, led to the search for natural alternatives for thedevelopment of new control and entomological diagnosis (presence of insect vectors in houses) tools. Theaim of this PhD thesis was to explore the bioactivity of natural substances on the triatomines, Chagas’ Disease vectors, Triatoma infestans and Rhodnius prolixus. To this end, the visible symptoms ofintoxication, the repellency, the knock-down, the effect on locomotor activity and the flushing-outcapacity of eleven monoterpenes components of essential oils (the cyclic ether 1.8-cineole, also known aseucalyptol, and ten alcohols), were evaluated. The visible symptoms of intoxication of insects exposed to a monoterpene (1,8-cineole) were, forthe first time, described. On both species, this monoterpene produced symptoms resembling the onescaused by neurotoxic insecticides like organophosporates and pyrethroids, and the phenomenom ofabdomen distension in insects exposed to a monoterpene, was for the first time registered. The repellency produced by the monoterpenes of botanical origin carvacrol, (-)-carveol, 1,8-cineole, citronellol, eugenol, linalool, menthol, α-terpineol, thymol y (S)-cis-verbenol; was for the firsttime evaluated. The mayority of the monoterpenes showed a good repellent effect, similar to the one ofdiethyl toluamide (DEET). The toxicity of the eleven monoterpenes, applied as films on filter papers, followed the tendencyobserved by other authors on other species: they were less toxic than conventional insecticides, thymolhighlighted because of its higher toxicity and cyclic molecules were more toxic than linear ones. Whenapplied topically on first instar nymphs of both species, 1,8-cineole presented a very low toxicitycompared to the one of deltamethrin, also following the expected tendency. The joint application of BPdid not synergize the toxicity of these monoterpene. The locomotor activity of monoterpenes in triatomines was for the first time quantified. On bothspecies, tetramethrin did not result hyperativant for first instars (for this reason, deltamethrin was used aspositive control) but hyperactivated fifth instars (at concentrations several order of magnitude lower thanthe ones for monoterpenes). The mayority of the evaluated monoterpenes on first instar nymphs of bothspecies showed hyperativant effect from a concentration three orders of magnitude superior to the one ofpositive control. Eugenol, 1,8-cineole, linalool, menthol, α-terpineol and thymol resulted goodhyperactivants and, because of that, were chosen for evaluation on fifth instars. Linalool and mentholhyperactivated only fifth instars of T. infestans, 1,8-cineole and α-terpineol only fifth instars of R.prolixus. The flushing-out capacity of monoterpenes on triatomines was for the first time evaluated. Themonoterpenes which hyperactivated fifth instars of T. infestans (linalool y menthol), also showedflushing-out effect. Linalool highlighted as flushing-out agent in lab conditions, although it was necessaryto apply a concentration three hundred times higher to obtain an equitoxic time to positive control (tetramethrin). Applying linalool and menthol, nymphs left their refuge at a rate aproximatly constantduring thirty minutes. Eugenol, in contrast, presented a particular flushing-out dynamic: a percentage ofnear 40% of the nymphs was flushed-out in less than four minutes and this value kept constant till the endof the experimental time. The semi-field flushing-out bioassays, although preliminary, allowed to observethe phenomenom in conditions more close to the future field of application of these compounds and soencourage to continue exploring the potential of linalool, eugenol and their mixes as potential activeingredients of a flushing-out formulate. The results of this thesis support the idea that the development of control and monitoring toolsfor triatmines with monoterpenes is feasible. It would be valuable to continue this line of research bystudying different formulations (including the addition of synergists) of the highlighted monoterpenes (mainly1.8-cineole, eugenol, linalool and thymol) and the methods of application more accurate for eachcase (flushing-out, repellence or knock-down).
Fil: Moretti, Ariadna Noelia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.