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Introducción
La enfermedad de Chagas, es una infección parasitaria, crónica, sistémica, causada por el protozoo Trypanosoma cruzi, fue descubierta en 1909 por Carlos Chagas, la transmisión es vectorial, oral, vertical o por transfusión sanguínea (Anis, et al. 2010).
Es un importante problema de salud en América Latina (Moncayo, et al. 2006). Debido al aumento de la migración de la población, la enfermedad de Chagas se ha extendido por todo el mundo y en la actualidad es considerada como un problema de salud, no solo en los países endémicos (Dutra, et al. 2014). Afecta a unos 8 millones de personas en América Latina, de las cuales el 30-40% tiene o desarrollará cardiomiopatía, megasíndromes digestivos o ambos (Anis, et al. 2010).
Bolivia es el país con mayor prevalencia de la Enfermedad de Chagas en el mundo, en la actualidad existen más de 600.000 personas afectadas y representa el 92,6% de todos los casos nuevos en el Cono Sur. Según Coalición Chagas de Médicos sin Fronteras, se estima que hay una media anual de más de 8.000 nuevas infecciones por picadura de vinchuca, insecto vector del parásito Trypanosoma cruzi (OMS, 2017).
Mediante Ley N° 3374 del 23 de marzo de 2006, Bolivia ha declarado la enfermedad de Chagas como prioridad nacional y existe un programa de salud en el que se prioriza el control de vectores y la vigilancia entomológica (Ministerio de Salud y Deportes, Programa Nacional de Chagas de Bolivia, 2007).
Se sabe que existen grandes limitaciones técnicas y socioeconómicas para abordar el manejo clínico o acceder a tratamientos efectivos y actualizados por lo que las estrategias de prevención son especialmente importantes (Pinazo, et al. 2020). En Bolivia, el principal vector de la enfermedad de Chagas es Triatoma infestans (Hemíptera: Reduviidae) y, la mayoría de las poblaciones domésticas son resistentes al piretroide deltametrina, un insecticida muy utilizado en el control de vectores (Rojas, 2007; Vassena, et al. 2007).
El control químico de los insectos que participan en la transmisión del Chagas es una de las principales medidas recomendadas para reducir la incidencia de la enfermedad (WHO, 2002). La OMS recomienda el uso de piretroides porque, además de su actividad insecticida producen un efecto repelente que hace que los insectos abandonen sus refugios y se expongan a las superficies tratadas (WHO, 2002).
Un repelente de insectos ha sido definido como “algo que hace que los insectos realicen movimientos orientados para alejarse de su fuente” (White, et al. 2015).
Se utilizan comúnmente para proteger a las personas de las picaduras de insectos hematófagos (Debboun, et al. 2015). Sin embargo, existen relativamente pocos estudios sobre los efectos de los repelentes en triatominos (Moretti, et al. 2017). Pero el uso de repelentes como medida de protección individual para interrumpir la transmisión vectorial de la enfermedad de Chagas, no es habitual. Esto se puede deber en gran medida a la falta de estudios y demostraciones de su eficacia para este fin. Sin embargo, los repelentes podrían ser útiles para proteger a los habitantes de viviendas infestadas con vinchucas, los agentes sanitarios y los trabajadores temporarios que viven parte del año en zonas afectadas por el Chagas. En las regiones donde el Chagas es endémico, suele haber también mosquitos transmisores de otras enfermedades; el uso de repelentes de amplio espectro podría brindar una protección general contra varios insectos que amenazan la salud humana.
El enfoque en productos de origen vegetal con baja toxicidad, resultados amigables con el medio ambiente, aunque suelen ser menos eficaces que los productos sintéticos pudiesen convertirse en una estrategia adicional para el manejo integral de este problema sanitario (Reynoso, Zerba, et al. 2019).
Los aceites esenciales (AE) son mezclas naturales de fenoles y terpenoides (mono [C10] y sesquiterpenos [C15] de bajo peso molecular), derivados estructuralmente del isopreno que tienen baja toxicidad en mamíferos y se degradan rápidamente (Pavela y Benelli, 2016). Los efectos letales y subletales en los insectos han sido ampliamente documentados (Katz, Miller, et al. 2008).
Amomyrtus meli (Phil) D. Legrand y Kausel [Myrtaceae], Peumus boldus Molina [Monimiaceae] y Senecio nutans Sch. Bip. [Asteráceas] son especies nativas de Chile, Bolivia y Argentina, cuyos AEs muestran actividad farmacológica como repelente (Landrum, et al. 2004; Urzúa, et al. 1983). También hay literatura sobre los efectos insecticidas y repelentes de AEs derivados de estas tres plantas o sus componentes frente a otros insectos como Sitophilus zeamais Motschulsky (Cleoptera: Curculionidae), Musca domestica L. (Diptera: Muscidae), Tuta absoluta (Lepidoptera: Gelechiidae) (Aráoz, et al. 2015; Pizarro, et al. 2013; Urzúa, et al, 2010).
La bibliografía también menciona que se verificó la actividad repelente del aceite esencial de boldo (Peumus boldus solo y combinados con otras especies vegetales como Laurelia sempervirens y Laureliopis philippiana, contra adultos de S. zeamais. (Bustos, et al. 2017).
Hasta donde se sabe, ningún estudio previo ha evaluado los efectos de los AEs de estas especies vegetales sobre T. infestans. En este estudio, el objetivo es evaluar la actividad repelente de los AEs de A. meli, P. boldus y S. nutans contra ninfas de T. infestans.
MATERIAL Y MÉTODOS
Material biológico
Los bioensayos se realizaron con ninfas de quinto estadío de T. infestans, las cuales se encontraban en ayunas desde la última muda (colonia de laboratorio). Los insectos, presentaron un comportamiento locomotor y morfología externa regulares para la especie, los mismos fueron manipulados mediante una pinza entomológica suave Bioquip (Shanghai, China).
Reactivos
Como control positivo se utilizó DEET, denominado químicamente: N, N-dietil- meta-toluamida. Es el componente activo de los repelentes de insectos utilizados a nivel mundial, su eficacia ha sido demostrada sobre gran cantidad de insectos, incluyendo ninfas de Rhodnius prolixus (Sfara, et al. 2011). Como control negativo, en cada ensayo se utilizó acetona, la cual también fue utilizada como solvente de los aceites esenciales. Tanto la DEET (97%) como la acetona PA se adquirieron de Sigma Aldrich (Buenos Aires, Argentina).
Aceites esenciales (AEs)
Se utilizaron AEs de A. meli, P. boldus y S. nutans, que fueron provistos por el Laboratorio de Química Ecológica de la Universidad de Chile.
Los principales componentes del AE de A. meli fueron alfa-farneseno (20,2%), germacreno D (16,5%), alfa-copaeno (15,3%) y beta-cariofileno
(12,1%). Ascaridol (60,3%), m-cimeno (19,2%) y 1,8-cineol (15,7%) fueron los compuestos más abundantes en el AE de P. boldus. Finalmente, en el AE de S. nutans predominaron el 4-terpineol (23,7%), el cinamato de metilo (11,4%) y el sabineno (10,3%) (Niemeyer y Teillier, 2007).
Bioensayos de repelencia
Los experimentos se realizaron en el Laboratorio de Entomología del Instituto Experimental de Biología de la Universidad Mayor, Real de San Francisco Xavier de Chuquisaca. La arena experimental se colocó dentro de un gabinete de madera, que permaneció con la puerta cerrada durante el bioensayo. Internamente se instaló una lámpara de iluminación en la parte superior, se contó con un sensor de temperatura, de un termómetro digital para control de temperatura interna y externa (26 ± 2 °C). Se utilizó una cámara de video (cámara web Full HD aGent edición V5) para capturar imágenes del movimiento del insecto. La cámara estaba conectada a una computadora personal.
La arena experimental fue un círculo de papel de filtro (diámetro: 110 mm). La mitad del papel se trató con una solución acetónica con los AEs respectivos de forma individual (0,25 mL), y la otra mitad solo con acetona (0,25 mL). Se evaluaron cinco concentraciones de cada AE, (4.12, 8.25, 16.5, 33.0 y 66.0 µg/cm2). Se usó
DEET como control positivo, el cual también fue diluido en acetona, las concentraciones utilizadas fueron de 4.12, 8.25, 16.5, 33.0 y 66.0 µg/cm2.
Se utilizó un cilindro de vidrio (diámetro: 110 mm; alto: 15 mm) para evitar que los insectos abandonaran la arena experimental, figura 1. Luego, se situó sobre el papel una ninfa de quinto estadio de T. infestans, se registró el tiempo que permaneció el insecto en la zona tratada con AE o en la zona alternativa. El tiempo experimental fue de 10 minutos. Se realizaron cinco réplicas de cada ensayo.
Análisis estadístico
Se calculó un coeficiente de distribución (DC): DC = (AT - At) / AT; donde AT es el tiempo experimental y At es el tiempo que la ninfa pasó en la mitad tratada con AE. El DC puede variar entre 0 y 1, donde 0 representa la máxima atracción por el AE y 1, la máxima repelencia. Los resultados se analizaron con un Modelo Lineal Generalizado (GLM) y un test a posteriori de Tukey, con un nivel de confianza del 95%.
RESULTADOS
Se evaluaron los aceites esenciales de tres especies nativas de Sud América como agentes repelentes, en donde los tres AEs y la DEET produjeron una repelencia significativa sobre T. infestans.
Todas las concentraciones del AE de A. meli produjeron una repelencia significativa respecto al control negativo (p < 0,05), ver figura 2. No hubo diferencias significativas entre las tres concentraciones más bajas (p > 0,05) y las dos concentraciones más altas produjeron la mayor repelencia.
Los AEs de P. boldus y S. nutans también produjeron una repelencia significativa en todas las concentraciones aplicadas (p < 0,05), como se puede apreciar en las figuras 3 y 4.
Finalmente, todas las concentraciones del control positivo DEET produjeron una repelencia significativa (p < 0,05) (Figura 5). El perfil de repelencia de los tres AEs fue similar al de la DEET.
Figura 2 Coeficiente de distribución según concentración del aceite esencial de A. meli. Las cajas señaladas con diferentes letras son significativamente diferentes (p < 0,05).
Figura 3 Coeficiente de distribución según concentración del aceite esencial de P. boldus. Las cajas señaladas con diferentes letras son significativamente diferentes (p < 0,05).
Figura 4 Coeficiente de distribución según concentración del aceite esencial de S. nutans. Las cajas señaladas con diferentes letras son significativamente diferentes (p < 0,05).
Figura 5 Coeficiente de distribución según concentración de DEET. Las cajas señaladas con letras son significativamente diferentes (p < 0,05).
En la comparación entre AEs y DEET, se observó que la única diferencia significativa corresponde a S. nutans y la DEET (p < 0,05) (Tabla 1).
DISCUSIÓN
Este trabajo demostró que los AEs de A. meli,P. boldus y S. nutans tienen un efecto repelente sobre T. infestans, añadiendo información para la implementación de AEs al control vectorial de T. infestans.
El principal componente del AE de A. meli es el alfa-farneseno (Niemeyer y Teillier, 2007), el cual ha mostrado actividad repelente frente a otros insectos como el barrenador de la baya Hypothenemus hampei (Ferrari) (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae) (Vega, et al. 2017). Por otro lado, el componente principal del AE de P. boldus es el ascaridol (Niemeyer y Teillier, 2007), componente importante en otros AEs con actividad insecticida y repelente frente a una serie de insectos como Culex quinquefasciatus, Spodoptera littoralis, Musca doméstica y Sitophilus zeamais entre otros (Aros, et al. 2019; Benelli, et al. 2020). Finalmente, el principal componente en el AE de S. nutans fue el 4-terpineol (Niemeyer y Teillier, 2007), el cual también ha sido mencionado como componente en el AE de otras plantas con actividad antibacteriana y repelente por ejemplo contra Liposcelis bostrychophila Badonnel (Liu, et al. 2013; Lopez, et al. 2018).
En este estudio se utilizó un control positivo, DEET, que es un repelente sintético universal utilizado en varios productos comerciales con un efecto informado sobre T. infestans (Reynoso, et al. 2017). Según nuestros resultados, el AE de las plantas estudiadas puede lograr efectos repelentes similares al de la DEET.
Estudios de la actividad repelente contra T. infestans de otras sustancias y extractos mostró efectos diferenciales dentro de los estadios de las ninfas, posiblemente relacionados con cambios anatómicos y fisiológicos (Dadé, et al. 2018). En este estudio sólo se consideró a ninfas de quinto estadio de laboratorio. Es posible que puedan ocurrir interacciones sinérgicas con la mezcla de los AEs estudiados y repelentes sintéticos, esta estrategia podría ser relevante ya que la obtención de aceites esenciales supone el empleo de una gran cantidad de material vegetal. En este sentido, se exploraron las interacciones sinérgicas de los AEs como repelentes sobre otros vectores y se observó que se deben considerar diferentes formas de administración al evaluar la repelencia (Gaire, et al. 2020; Ramírez, et al. 2020).
Los AEs de A. meli, P boldus, y S. nutans mostraron actividad repelente contra ninfas de quinto estadio de T. infestans de una colonia de laboratorio. El efecto fue similar al de la DEET. Sin embargo, futuras investigaciones deberían estar enfocadas a evaluar la actividad repelente de los principales compuestos presentes en el AE de A. meli, P. boldus y S. nutans. También deberían estudiarse sus posibles interacciones y efectos sinérgicos sobre los insectos T. infestans silvestres, en diferentes etapas de su ciclo biológico. Una vez identificadas las moléculas que produzcan el mayor efecto repelente, habrá que profundizar el estudio de sus propiedades. Se deberá explorar, por ejemplo, si evitan que
T. infestans se alimente de un hospedador vivo; cuánto tiempo dura su efecto protector; si producen reacciones dérmicas en mamíferos y otros ensayos que permitirán dilucidar su potencial como repelente para proteger a seres humanos de la picadura de triatominos.
CONCLUSIONES
Se evalúa la repelencia producida por los aceites esenciales de A. meli, P. boldus y S. nutans sobre T. infestans. Los resultados obtenidos mostraron un buen efecto repelente, similar al efecto producido por la DEET. Estos resultados justifican continuar investigando el potencial repelente de los AEs, ya sea puros o combinados con otros repelentes naturales o sintéticos y sobre poblaciones silvestres de T. infestans en diferentes estadios de evolución biológica.
