CONTROL DE Aedes aegypti (DIPTERA: CULICIDAE) MEDIANTE ACTINOBACTERIAS FORMADORAS DE BIOPELÍCULAS / Control of Aedes aegypti (Díptera: Culicidae) by means of biofilm-forming actinobacteria

RESUMEN Las actinobacterias incluyen miembros productores de compuestos multipropósitos restringidamente sobreexplotados al género Streptomyces. No obstante, es necesario reorientar la exploración de bacterias no estreptomiceas para el uso de nuevos bioagentes ecológicos con miras a evitar redescubrimientos y contrarrestar la resistencia a insecticidas químicos en Aedes aegypti. En esta investigación, se caracterizó actinobacterias formadoras de biopelículas para evaluar su dinámica de crecimiento, actividad larvicida y efectos subletales. La identificación, crecimiento y bioactividades de los patógenos se realizaron por cultivos, análisis de imágenes por fotomicrografía y bioensayos. Las biopelículas pertenecen a Pseudonocardiaceae (PsA1TA) y Corynebacteriaceae (CoA2CA) característicamente dependientes a crecer sobre sustratos con revestimiento cuticular específico. PsA1TA coloniza estructuras membranosas de tórax y abdomen de larvas. Las microcolonias desarrollan infectivamente a biopelículas mono y biestratificadas hasta cubrir cuatro veces la amplitud toracoabdominal (envergadura infectiva entre 1010 μm a 1036 μm). En contraste, CoA2CA envuelve radialmente estructuras esclerotizadas cefálica y anal al triplicar la amplitud de los órganos infectados (envergadura infectiva: 1820 a 2030 μm y 1650 a 1860 μm, respectivamente). Las biopelículas ejercen mortalidad diferenciada a todas las etapas larvarias, no obstante, PsA1TA resultó más mortal y virulento frente al segundo estadio (58 %-96 horas, TL50: 3,4 días), mientras que CoA2CA lo fue sobre el cuarto estadio larval (85 %-96 horas, TL50: 2,5 días). CoA2CA indujo emergencia incompleta de farados y despliegue de tarsos curvos en adultos emergentes, además de revestir cadáveres larvarios con robustas biopelículas. Los morfotipos actinobacterianos revelan efecto larvicida y subletal en A. aegypti por formación de biopelículas.

ABSTRACT Actinobacteria include several ubiquitous members involved in the synthesis of multipurpose bioactive compounds strictly derived from the genus Streptomyces. Nevertheless, new bacterial consortia based on non-streptomycetes actinobacteria are needed to be explored in order to avoid rediscoveries and minimize the development of insecticide resistance in Aedes aegypti. In accordance with the use of eco-friendly bioagents, in this study biofilm-forming actinobacteria were characterized on the basis of assessment their growth dynamics, larvicidal mortality and sublethal effects. Actinobacteria identification, biofilm growth and larvicidal bioactivities were performed by employing bacterial cultures, photomicrograph-based image analysis and bioassays. Bacterial morphotypes belong to Pseudonocardiaceae (PsA1TA) and Corynebacteriaceae (CoA2CA), which showed a distinctly substrate-dependent growth. PsA1TA microcolonies were randomly distributed on abdominal and thoracic membranous epicuticle. Afterwards, the thickness of mono-and bi-layered biofilms were increased fourfold the larval thoracoabdominal width (infectious breadth, 1010 μm - 1036 μm). In contrast, cephalic and anal sclerotized structures were radially encased by CoA2CA biofilms and increased threefold the size of both structures (infectious breadth, 1820 - 2030 μm y 1650 - 1860 μm, respectively). Although biofilms caused dissimilar mortality rates on the four larval instars, PsA1TA exerted highest larvicidal activity and virulence on second instar larvae (58 %-96 hours, LT50: 3.4 days) y CoA2CA on fourth instar larvae (85 %-96 hours, LT5G: 2.5 days). CoA2CA also induced incomplete release of pharate individuals as well as buckled protruding tarsi in newly emergent adults, whilst larval cadavers were overwhelmingly encased within massive biofilm aggregates. Biofilm-forming actinobacteria performed biolarvicidal activity and sublethal responses in A. aegypti.

Efecto tóxico de los extractos de semillas de Annona muricata potenciados con dimetilsulfóxido sobre larvas IV y pupas de Aedes aegypti / Toxic effect of Annona muricata seed extracts potentiated with dimethyl sulfoxide on IV larvae and pupae of Aedes aegypti

Resumen El objetivo de este estudio fue demostrar que los principios activos de las semillas de Annona muricata combinados con el extracto etanólico y dimetilsulfóxido (EE-DMSO), incrementan la mortalidad de larvas IV y pupas de Aedes aegypti con relación a extractos acuosos (EA) y extractos etanólicos (EE). Las bioactividades se calcularon por comparación de los porcentajes de mortalidad a las 6, 12, 24 y 48 horas in vitro y campo simulado. Los resultados indicaron mortalidad progresiva dependiente de las concentraciones y tiempos de exposición en larvas y reacción knock-down en pupas. In vitro a 5 mg.L-1, EA y EE ejercieron 100% de mortalidad larvaria en 24 horas de exposición (CL50=46.16 y 19.28 mg.L-1 respectivamente), en contraste con EE-DMSO, que inició sobre 62% con 0.5 mg.L-1 a las 6 horas (CL50=20.33 mg.L-1). La acción pupicida de EA y EE reveló 100% de mortalidad desde 24 horas en todas las concentraciones, a diferencia de EE-DMSO que se alcanzó entre 6 y 12 horas. En campo simulado, EA y EE ejercieron 100% de mortalidad a las 24 horas en larvas (16.91 y 21.21 mg.L-1 ), mientras que en pupas (20.44 y 23.03 mg.L-1) ocurrió a las 12 horas, entretanto, la actividad pupicida de EE-DMSO fue 100% en 6 horas. Los efectos comparativos in vitro y campo simulado denotaron patrones similares de respuestas larvicida y pupicida, pero con mayor sensibilidad en pupas. Los principios activos de las semillas de A. muricata combinados con EE-DMSO potencian la respuesta mortal de larvas y pupas de A. aegypti in vitro y campo simulado.

Abstract The objective of this study was to demonstrate that active ingredients of Annona muricata seeds can be enhanced as a result of mixture of both ethanolic extract of A. muricata seeds and Dimethylsulfoxide (EE-DMSO). Percentage mortalities at 6, 12, 24 and 48 hours on fourth instar larvae and pupae of Aedes aegypti were calculated in order to compare bioactivities of aqueous (AE), ethanolic extracts (EE) and EE-DMSO under laboratory and simulated field conditions. Results showed larval mortality concentration- and time-dependent, and knock-down responses in pupae. In laboratory, AE and EE exerted 100% larval mortality at 5 mg.L-1 after 24 hours (LC50= 46.16 and 19.28 mg.L-1). Conversely, EE-DMSO showed between 62 - 100% mortality at 0.5 mg.L-1 for over 6 hours (LC50= 20.33 mg.L-1). Pupicidal effects in AE and EE revealed 100% mortality at 24 hours employing all concentrations, except in EE-DMSO which commenced when individuals were exposed between 6 and 12 hours. In simulated field, AE and EE provoked 100% larval mortality at 24 hours (16.91 y 21.21 mg.L-1) while pupal mortality at 12 hours (20.44 y 23.03 mg.L-1). Percentage mortality of pupae was 100% using EE-DMSO even before 6 hours. Comparative toxic effects of laboratory and simulated-field systems have shown to maintain a similar pattern of larval mortality and more sensitive responses in pupae. Accordingly, larval and pupal mortality responses of A. aegypti were enhanced with the use of EE-DMSO and active ingredients of A. muricata seeds under laboratory and simulated field conditions.

Efecto tóxico de Argemone subfusiformis Ownb. y Tagetes patula Link sobre larvas del IV estadio y pupas de Aedes aegypti L / Toxic activity of Argemone subfusiformis Ownb. and Tagetes patula Link against Aedes aegypti L. fourth instar larvae and pupae

En el presente trabajo se evaluó el efecto tóxico de los extractos etanólicos foliares de Argemone subfusiformis “cardo santo” y Tagetes patula “marigold” sobre larvas IV y pupas de Aedes aegypti. El procesamiento de los extractos y los bioensayos se realizaron en el Laboratorio de Entomología de la Universidad Nacional de Trujillo, Perú, de abril a diciembre de 2007, basados en los lineamientos metodológicos de la World Health Organization (2005). En larvas, se registró 100% de mortalidad con 76,8 y 153,6 mg/L del extracto de A. subfusiformis a las 12 horas de exposición, mientras que en pupas el mismo porcentaje de mortalidad se alcanzó con 153,6 mg/L a las 24 horas. De otro lado, el 92% y 77% de mortalidad en larvas y pupas respectivamente se registró con el extracto de T. patula al emplear 153,6 mg/L del extracto a las 48 horas. En A. subfusiformis las concentraciones letales al 50% (CL50) y al 90% (CL90) a las 48 horas se registraron con 6,24 y 9,91 mg/L sobre larvas y con 9,45 mg/L. y 16,92 mg/L sobre pupas. En T. patula la CL50 y CL90 a las 48 horas se registraron con 72,21 mg/L. y 137,37 mg/L sobre larvas y con 89,1 mg/L. y 167,38 mg/L sobre para pupas. Según el ANAVA existen diferencias significativas entre los tiempos de exposición y los tratamientos. La susceptibilidad de larvas y pupas de A. aegypti se evidenciaron mediante las rectas probit-logarítmicas que indican efecto tóxico de sus hojas, siendo A. subfusiformis la especie con mayor índice de mortalidad.

The aim of this research work was evaluate toxic activity of ethanolic extracts from Argemone subfusiformis “Holy thistle” & Tagetes patula “French marigold” leaves against Aedes aegypti fourth instar larvae and pupae were evaluated. Bioassay and extract processing were performed in Entomology Laboratory of National University of Trujillo, Perú, from April to December, 2007, outlined by World Health Organization (2005) standard protocol. Larvae and pupae mortality rates reached using A. subfusiformis extract were 100% with concentrations of 76,8 mg/L. and 153,6 mg/L. at 12 hours of exposure, while pupae mortality was to a concentration of 153,6 mg/L. at 24 hours of exposure. By using T. patula extract mortality rates reached were 92% and 77% on larvae and pupae, respectively with a concentration of 153,6 mg/L. at 48 hours of exposure. A. subfusiformis extracts showed LC50 and LC90 values at 48 hours on larvae which were 6,24 mg/L. and 9,91 mg/L. and pupae LC50 and LC90 values were 9,45 mg/L. and 16,92 mg/L. T patula extracts showed LC50 and LC90 values at 48 hours on larvae which were 72,21 mg/L. and 137,37 mg/L. and pupae LC50 and LC90 values were 89,1 mg/L. and 167,38 mg/L. According to ANAVA were observed significant difference among four times of exposure and five concentration levels. Larvae and pupae susceptibilities were assessed by means of log-dosage/probit lines. Both species showed leaf toxic activities against A. aegypti fourth instar larvae and pupae, being the major values of mortality to A. subfusiformis.

Efecto de la concentración de sacarosa en la producción de antocianinas a partir de cultivos celulares de Vitis vinifera L. var. red globe / Effect of sucrose concentration on production of anthocyanins from cell cultures of Vitis vinifera L. var. red globe

El cultivo de Vitis vinifera > constituye una de las actividades agrícolas de mayor importancia en nuestra alimentación y en la medicina por presentar unos compuestos bioactivos llamados antocianinas conocidas por tener propiedades antioxidantes, anticancerígenas y cardiotónicas. Con la finalidad de aportar con una alternativa diferente a su extracción tradicional se estableció un sistema de cultivos celulares en suspensión con el propósito de determinar la concentración óptima de sacarosa para obtener mayor producción de antocianinas a partir de cultivos celulares de Vitis vinifera > var. red globe. Se adicionaron diferentes concentraciones de sacarosa (0 mM, 58 mM, 132 mM y 175 mM) al medio de cultivo basal (MB) suplementado con concentraciones separadas de ácido naftalenacético y kinetina como medio inductor (MI). El contenido de antocianinas aumentó a medida que se incrementó la concentración de sacarosa (132 mM) en el medio de cultivo, encontrándose diferencias significativas entre los tratamientos.

Efecto bioinsecticida del extracto etanólico de las semillas de Annona cherimolia Miller "chirimoya" y A. muricata Linneaus "guanábana" sobre larvas del IV estadio de Anopheles sp / Larvicidal effectiveness of the ethanolic extract of Annona cherimolia

En vista del incremento de la resistencia a los insecticidas químicos frente al control de mosquitos vectores de enfermedades metaxénicas, es que se vienen realizando la búsqueda de métodos alternativos, utilizando extractos de plantas con actividad larvicida debido a su capacidad de biodegradación generando menor daño ambiental. Bajo esta premisa, el objetivo del presente trabajo fue evaluar la mortalidad de larvas del IV estadio de Anopheles sp. mediante el extracto etanólico de las semillas de A. cherimolia (E1) y A. muricata (E2). Los mayores porcentajes de mortalidad, corregidos por la fórmula de Abbott, fueron de 100 por ciento a las 24 horas de exposición a la concentración de 0,8 y 0,12 ml/100 mL en E1 y E2, respectivamente, observándose un mayor efecto tóxico larvario a favor de E2 sobre E1 en 4,58 por ciento de mortalidad. El análisis probit mostró un patrón de respuesta heterogéneo de las larvas a las concentraciones letales al 50 por ciento (Cl50) y al 90 por ciento (CL90) a lo largo de todos los tiempos de evaluación y una mayor homogeneidad a los tiempos letales al 50 por ciento (TL50) y al 90 por ciento (TL90) a medida que aumentaban las concentraciones de los extractos. Asimismo, la forma de las rectas de regresión muestran individuos larvarios con diferentes susceptibilidades a los extractos, lo que establece diferentes poblaciones o genotipos intervientes. El trabajo permitió demostrar el efecto larvicida de ambas semillas y subraya la necesidad de realizar mayores ensayos in vitro como alternativa al control de insectos de importancia en salud pública.