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Título: Efeito toxicogenético de dois derivados do dilapiol in vitro e ensaios simulados de campo em Aedes (Stegomyia) aegypti (Diptera:Culicidae), da Amazônia Central
Autor: Silva, Junielson Soares da
Orientador: Rafael, Míriam Silva
Coorientador: Pinto, Ana Cristina da Silva
Sousa, João Marcelo de Castro e
Palavras-chave: Genética
Genética toxicológica
Data do documento: 27-Jan-2025
Programa: Genética, Conservação e Biologia Evolutiva - GCBEv
Abstract: The resistance of Aedes (Stegomyia) aegypti, the primary vector of the viruses that cause dengue, Zika and chikungunya, to synthetic chemical insecticides has required the search for alternatives for its vector control. Dillapiole, present in Piper aduncum and its derivatives, are effective alternatives for the control of this mosquito. The toxic and genotoxic effects of the new dillapiole derivatives, propyl ether dillapiole and piperidyl dillapiole were evaluated for the first time in Ae. aegypti in the laboratory and under simulated field conditions, in vitro in Artemia salina and in cell culture. A total of 1,690 samples, including 780 eggs, 780 larvae and 130 adults, were treated with different concentrations of the substances for 4 h, 24 h and 90 min, respectively. The larvicide temephos (0.012 µg/mL) was used as a positive control, dillapiole (80 µg/mL) as a comparative and water + DMSO 0.05% as a negative control. Changes in larval external morphology were analyzed. Under simulated field conditions, the larvicidal and residual effect of the derivatives were evaluated, at the same concentrations evaluated in the laboratory. Larvae (n = 6,000) exposed to 10 µg/mL of the substances and temephos (0.001 µg/mL) had their enzymatic activity (catalase - CAT, glutathione S-transferase - GST, acetylcholinesterase - AChE and total proteins) analyzed. During four generations (G1 to G4), larvae were treated for 4h with sublethal concentrations of the derivatives (20 to 90 µg/mL) to prepare cytological slides (n = 720) of larval neuroblasts and oocytes of adult females. The average oviposition and egg hatching rates of these females from generations G1 to G4 were calculated. The in vitro cytotoxic effect was analyzed in Ar. salina. In L929 cells, the substances' cytotoxic, genotoxic and mutagenic action (5 to 20 µg/mL) was analyzed. Dillapiole was used to compare the two derivatives as a control and the larvicide temephos as a positive control. Negative control in water and DMSO. The 50% Lethal Concentration (LC50) of propyl ether dillapiole, piperidyl dillapiole in Ar. salina were 48.6 and 48.2 µg/mL. In L929 cells, the 50% cytotoxic concentration (CC50) of the substances were 11.02, 13.94 and 30.98 μg/mL in temephos. In Ae. aegypti, propyl ether dillapiole and piperidyl dillapiole were toxic to eggs (LC50 18.07 and 49.97 µg/mL), larvae (LC50 29.15 and 72.93 µg/mL) and adults (LC50 148.25 and 263.26 µg/mL). Under simulated field conditions, it caused larval mortality (LC50 24.60 and 31.58 µg/mL) and moderate residual effect. Sublethal concentrations of propyl ether dillapiole, piperidyl dillapiole, dillapiole and temephos inhibited AChE activity. Genotoxic and mutagenic effects on neuroblast cells of larvae and oocytes of females were significantly higher (p < 0.05) in treated individuals compared to the negative control. Cumulative damage including lower concentrations, with higher occurrence in G4, led to reduced oviposition and egg viability of treated females, especially in dillapiole propyl ether. Propyl ether dillapiole and piperidyl dillapiole are potential alternatives for effective control of Ae. aegypti. Complementary analyses are necessary to verify the efficacy and safety of these compounds in non-target organisms.
Resumo: A resistência do Aedes (Stegomyia) aegypti, vetor primário dos vírus causadores da dengue, Zika e chikungunya, aos inseticidas químicos sintéticos, tem demandado a busca por alternativas para o seu controle vetorial. O dilapiol, presente em Piper aduncum e seus derivados, são alternativas eficazes ao controle desse mosquito. O efeito tóxico e genotóxico dos novos derivados do dilapiol, éter propil dilapiol e piperidil dilapiol foi avaliado pela primeira vez, em Ae. aegypti em laboratório e em condições simuladas de campo, in vitro em Artemia salina e em cultura de células. Um total de 1.690 amostras, sendo 780 ovos, 780 larvas e 130 adultos, foram tratados com diferentes concentrações das substâncias por 4 h, 24 h e 90 min, respectivamente. O larvicida temefós (0,012 µg/mL) foi utilizado como controle positivo, o dilapiol (80 µg/mL) como comparativo e água + DMSO 0,05% como controle negativo. Analisou-se alterações na morfologia externa larval. Em condições simuladas de campo, foi avaliado o efeito larvicida e residual dos derivados, nas mesmas concentrações avaliada em laboratório. Larvas (n = 6.000) expostas a 10 µg/mL das substâncias e temefós (0,001 µg/mL), tiveram sua atividade enzimática (catalase - CAT, glutathiona S-transferase - GST, acetilcolinesterase - AChE e proteínas totais) analisada. Durante quatro gerações (G1 a G4), larvas foram tratadas por 4h com concentrações subletais dos derivados (20 a 90 µg/mL), para confecção de lâminas citológicas (n = 720) de neuroblastos de larvas e ovócitos de fêmeas adultas. Calculou a taxa média de oviposição e de eclosão de ovos dessas fêmeas das gerações G1 a G4. O efeito citotóxico in vitro foi analisado em Ar. salina. Em células L929, analisou a ação citotóxica, genotóxica e mutagênica das substâncias (5 a 20 µg/mL). O dilapiol foi usado para comparar como controle dos dois derivados e o larvicida temefós como controle positivo. Controle negativo em água e DMSO. As Concentração Letal 50% (CL50) do éter propil dilapiol, piperidil dilapiol em Ar. salina foram 48,6 e 48,2 µg/mL. Em células L929, a Concentração Citotóxica 50% (CC50) das substâncias foram 11,02, 13,94 e 30,98 μg/mL no temefós. Em Ae. aegypti, o éter propil dilapiol e piperidil dilapiol foram tóxicos para ovos (CL50 18.07 e 49.97 µg/mL), larvas (CL50 29,15 e 72,93 µg/mL) e adultos (CL50 148.25 e 263.26 µg/mL). Em condições simuladas de campo, causou mortalidade larval (CL50 24.60 e 31.58 µg/mL) e efeito residual moderado. Concentrações subletais do éter propil dilapiol, piperidil dilapiol, dilapiol e temefós inibiram a atividade da AChE. Efeito genotóxico e mutagênico em células de neuroblastos de larvas e ovócitos de fêmeas, foram significativamente maiores (p < 0,05) nos indivíduos tratados, em relação ao controle negativo. Danos cumulativos incluindo concentrações mais baixas, com maior ocorrência em G4, levaram a redução da oviposição e da viabilidade de ovos de fêmeas tratadas, especialmente no éter propil dilapiol. O éter propil dilapiol e piperidil dilapiol, apresentam-se como uma potencial alternativa ao controle eficaz de Ae. aegypti. Análises complementares são necessárias para constatar a eficácia e verificar segurança desses compostos em organismos não-alvo.
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