Control de Larvas de Mosquito Aedes albopictus con Carpesium abrotanoides L.

El uso de la planta Carpesium abrotanoides L. para el control de larvas de mosquitos puede reducir eficazmente la población de mosquitos Aedes albopictus y proporcionar una base para el diseño de insecticidas derivados de plantas.

Como vector vital del dengue, la fiebre amarilla y otras enfermedades transmitidas por mosquitos, el Aedes albopictus (Diptera: Culicidae) puede estar ampliamente distribuido en todo el mundo y causar una grave amenaza para la salud pública. Hasta la fecha, teniendo en cuenta la rápida aparición de resistencia a los insecticidas en el mosquito, el desarrollo de nuevos insecticidas botánicos para controlar y reducir Ae. albopictus es urgente y crucial. Por lo tanto, para investigar el efecto de la decocción de la planta C. abrotanoides L. sobre la muerte de larvas de mosquitos, detectamos la mortalidad de las larvas después del tratamiento con diferentes concentraciones (60 mg/mL, 120 mg/mL y 180 mg/mL) de decocción dentro de una serie de puntos de tiempo (12 h, 24 h, 36 h y 48 h). Encontramos que 24 h con 180 mg/mL de tratamiento con decocción de C. abrotanoides L. mató al 92,35% de los mosquitos en relación con el tratamiento control. Mientras tanto, 36 h con 120 mg/mL también podría matar a más del 90% de los mosquitos. Además, las poblaciones de Carassius auratus estuvieron expuestas a 120 mg/mL de decocción de C. abrotanoides L. durante 36 h y no estaban muertas. La evaluación de mortalidad indicó que esta concentración no es un nivel nocivo de contaminación ambiental ecológica. Este estudio proporciona una posible planta candidata que podría utilizarse para diseñar insecticidas derivados de plantas. Además, estos métodos pueden modificarse y aplicarse a otras especies de mosquitos.

El Aedes albopictus, también conocido como "mosquito tigre asiático", puede transmitir una variedad de enfermedades, como el dengue, la fiebre chikungunya y la enfermedad por el virus del Zika, al chupar^{sangre humana} y animal. Debido a la amplia distribución de Ae. albopictus, la situación epidémica de enfermedades transmitidas por mosquitos, como el dengue, se ha vuelto cada vez más grave en los últimos años, lo que representa una grave amenaza para la vida y la salud de las personas en todo el mundo². En la actualidad, para la mayoría de las enfermedades transmitidas por mosquitos, no existe una vacuna eficaz ni un fármaco terapéutico específico. La matanza de mosquitos con insecticidas químicos sigue siendo el principal medio de control de las enfermedades transmitidas por mosquitos³. El método de control químico que utiliza insecticidas químicos puede matar mosquitos de manera rápida y eficiente y se ha convertido en el principal medio de control de mosquitos^{vectores 4}. Sin embargo, el uso a largo plazo y a gran escala de insecticidas ha llevado a una disminución de la sensibilidad de Ae. albopictus a los insecticidas y la resistencia a los insecticidas, que se ha convertido en el mayor obstáculo para el control de las enfermedades transmitidas por mosquitos. Por lo tanto, es de gran importancia práctica desarrollar un nuevo tipo de insecticida para mosquitos con alta eficiencia, seguridad y protección del medio ambiente.

En la naturaleza, las plantas son las principales productoras. Los insectos y muchos animales comen plantas. Cuando las plantas sufren varios "desastres naturales y provocados por el hombre", producen metabolitos secundarios para sobrevivir. Estas sustancias a menudo tienen la capacidad de resistir la alimentación de otros organismos, las enfermedades y la resistencia a los insectos. No solo tienen efectos sobre una variedad de plagas, sino que también tienen un bajo riesgo de toxicidad ambiental⁵. Carpesium abrotanoides L. es una hierba perenne del género Carpesium abrotanoides de Compositae, también conocida como "sapo azul", "hierba viva de ciervo", "tabaco silvestre", etc. Está ampliamente distribuido en China y el este de Asia. Sus tallos y hojas pueden ser utilizados como insecticidas en estas zonas para tratar las abrasiones y la fiebre⁶. Su fruto se conoce localmente como "Bei-He-Shi" en China y se utiliza para tratar la tenia y el Ascaris lumbricoides en la medicina popular ^7,8. Se ha reportado que la planta es rica en monoterpenos, sesquiterpenos, fenoles y otros componentes característicos y tiene efectos farmacológicos efectivos, como efectos antiinflamatorios, antifúngicos, antiparasitarios, antitumorales y antivirales⁷. Estudios recientes han encontrado que tiene un efecto antialimentante sobre Spodoptera exigua⁹, toxicidad de contacto para Sitophilus zeamais¹⁰, capacidad de matar para cysticercus cellulosae de Taenia asiatica⁸, actividad antialimentante y toxicidad de contacto para el gusano cogollero y Plutella xylostella¹¹. Se han realizado avances preliminares en el estudio de los efectos tóxicos de C. abrotanoides L. sobre algunos parásitos, plagas agrícolas y plagas sanitarias, que pueden ser utilizados para el control de las larvas de Aedes albopictus.

En este estudio se discute el protocolo para el control de larvas de Ae. albopictus con C. abrotanoides L. En este protocolo, se utilizó la decocción de C. abrotanoides L. para actuar sobre las larvas del cuarto estadio de Ae. albopictus, y se detectó la muerte larvaria después del tratamiento con la decocción de C. abrotanoides L. a diferentes concentraciones (60 mg/mL, 120 mg/mL y 180 mg/mL) en una serie de puntos temporales (12 h, 24 h, 36 h, y 48 h). La determinación del efecto letal de la decocción de C. abrotanoides L. en larvas de Ae. albopictus proporciona una nueva idea para un mayor control de mosquitos con alta eficiencia, baja toxicidad y el uso de insecticidas botánicos respetuosos con el medio ambiente.

La sangre de cabra utilizada para alimentar a los mosquitos hembra se recolectó de un matadero local en la ciudad de Duyun, Guizhou, China, y se utilizó siguiendo las pautas éticas y las regulaciones del Laboratorio Clave de Enfermedades Parasitarias Humanas en la prefectura de Qiannan, Duyun, Guizhou, China.

1. Preparación de reactivos

NOTA: Consulte la Tabla de materiales para obtener una lista de equipos, reactivos y otros consumibles utilizados en este protocolo.

1. Extracción e identificación de C. abrotanoides L.
   1. Recoja toda la hierba de C. abrotanoides L. La hierba entera de C. abrotanoides L. en este estudio se recolectó en el condado autónomo de Sandu Shui, provincia de Guizhou (N: 25.95, E: 107.87) en abril de 2021.Las fotos del sitio de recolección de C. abrotanoides L. en la Figura 1.
      NOTA: De acuerdo con la distribución de los recursos, las propiedades medicinales, la estructura de los tejidos y las características físicas y químicas de identificación de C. abrotanoides L., la identificación de C. abrotanoides L. era la siguiente: La planta entera mide 30-100 cm de altura, con tallos erguidos, muchas ramas en la parte superior, hojas alternas en la parte inferior del tallo, ligeramente pecioladas, hojas ovaladas, de 10-15 cm de largo y 5-8 cm de ancho, llenas o irregularmente aserradas, las hojas en la parte superior del tallo son casi sésiles, ovaladas largas, gradualmente se hace más pequeña hacia arriba, y la cabeza es axilar, casi sésil, con flores caídas, gas especial, sabor ligero y picante. La planta fue identificada como C. abrotanoides L. por profesores especializados en medicina tradicional china en nuestras afiliaciones.
2. C. abrotanoides L. Limpieza, secado y trituración
   1. Retire las impurezas, como las hojas muertas y la tierra, del C. abrotanoides L. recolectado y límpielo. Sécalo al aire durante 10-15 días en condiciones de ventilación o sécalo en un horno seco a 95 °C durante 6 h.
      NOTA: Durante el proceso de secado de C. abrotanoides L., es necesario darle la vuelta para que se seque uniformemente. Si el tejido de C. abrotanoides L. no se tritura fácilmente durante el proceso de trituración, se puede secar nuevamente y luego triturar.
3. Preparación de la decocción de la esencia de C. abrotanoides L.
   1. Pesar 360 g de polvo refinado de C. abrotanoides L. , añadir 1000 mL de agua destilada y decoctar a fuego lento (potencia 800 W) durante 2 h.
   2. Filtre la decocción con papel de filtro común y luego concéntrela en un evaporador rotativo para hacer un extracto. Diluir el extracto con agua destilada hasta 1000 mL, y preparar un C. abrotanoides L.Decocción de agua refinada que contiene 360 mg/mL del material medicinal original.
   3. Tome 50 mL, 100 mL y 150 mL de decocción de agua refinada de C. abrotanoides L. y dilúyalos para preparar decocciones de agua que contengan 120 mg/mL, 240 mg/mL y 360 mg/mL de los materiales medicinales originales, 150 mL cada uno para reserva.
      NOTA: Durante el proceso de ebullición, el calor debe estar bien controlado. Después de hervir, se redujo el fuego y el líquido se mantuvo a 100 °C y se hirvió ligeramente.

2. Preparación de muestras de mosquitos

1. Fuente de mosquitos
   1. Colección de larvas de Ae. albopictus . En este estudio, las larvas de Ae. albopictus se recolectaron en el área residencial de la ciudad de Duyun (N: 26.25, E: 107.52), provincia de Guizhou, en agosto de 2020.
   2. De acuerdo con las características morfológicas de distribución, larvas y adultos de Ae. albopictus, la identificación de Aedes albopictus fue la siguiente: La base de Ctenophora de las larvas de Aedes albopictus tiene un dibujo fino; silla de montar de cola incompleta; el tubo respiratorio es negro, corto y grueso; los adultos de Aedes albopictus son mosquitos de tamaño pequeño a mediano. El mosquito hembra es de tamaño mediano y negro. El escutelo mediotorácico tiene una franja longitudinal blanca, que generalmente se estrecha gradualmente en la parte posterior y se bifurca en el área anterior del escutelo pequeño. La articulación del pie tiene un anillo blanco en la base, y toda o la mayor parte de la articulación 5 es blanca. Los mosquitos fueron identificados como Ae. albopictus por los profesores de Parasitología y especialidad en mosquitos de nuestras afiliaciones.
   3. Mantener la alimentación convencional a una temperatura de 25 ± 1 °C y una humedad relativa del 70% ± 10%, y utilizar una lámpara fluorescente de 80 W como fuente de luz (luz: oscuridad = 14 h:10 h).
   4. Alimente las larvas con polvo de hígado de pollo y los mosquitos adultos con agua azucarada al 10%.
2. Recolección de huevos de mosquitos
   1. Cuando las larvas de Ae. albopictus se hayan convertido en pupas, succionar las pupas con una pipeta Pasteur de plástico desechable y transferirlas a la jaula de mosquitos adultos.
   2. Después de 3-5 días de la emergencia del mosquito adulto, los mosquitos hembra y macho se aparean. En este momento, alimente a los mosquitos hembra con sangre durante 4-8 h.
      NOTA: La sangre añadida con anticoagulante se colocó en una placa de cultivo, se calentó con agua tibia a 37 °C y se cubrió con una capa de gasa para que los mosquitos hembra succionaran la sangre.
   3. Recoja los huevos de Aedes albopictus con un vaso recolector de huevos (casero: vaso de plástico opaco de 300 mL de lados rectos que contiene 250 mL de agua destilada, y luego el papel de filtro se sumergió hasta la mitad alrededor del borde interior del vaso).
      NOTA: Los huevos de Ae. albopictus se pueden almacenar durante 3-6 meses.
3. Eclosión y alimentación de mosquitos
   1. Durante el experimento, Ae. albopictus generalmente eclosionaba con 1 semana de anticipación. Coloque los huevos de Aedes albopictus en una placa de esmalte, agregue 1000 mL de agua del grifo y déjelo reposar durante más de 24 h. Los huevos eclosionan en larvas en 1-2 días.
   2. Las larvas mudaban una vez cada 1-2 días, es decir, aumentaban un estadio. Seleccione 1000 larvas al final del tercer estadio o al comienzo del cuarto estadio después de la reproducción durante 2-3 generaciones sin entrar en contacto con ningún insecticida químico en el laboratorio para la prueba.
      NOTA: Si la densidad de larvas es demasiado alta, divídalas en placas para permitir que las larvas crezcan normalmente.

3. Detección del efecto tóxico de la decocción de C. abrotanoides L. sobre larvas de Ae. albopictus por el método de inmersión

1. Agrupación de conjuntos
   1. Establecer el grupo experimental: Preparar decocciones de C. abrotanoides L. (50 mL) con tres concentraciones de fármaco (120 mg/mL, 240 mg/mL y 360 mg/mL).
   2. Grupo de control en blanco: Utilizar agua declorada (casera: agua del grifo reposada durante más de 24 h) con el mismo volumen que el medicamento.
   3. Grupo de control positivo: Preparar el fármaco deltametrina, un insecticida químico común, a una concentración final de 0,05 mg/mL.
2. Adición de medicamento líquido
   1. Utilice varios vasos de plástico desechables con un volumen superior a 200 mL, y agregue 35 larvas de Ae. albopictus al final del tercer o al comienzo del cuarto estadio a 50 mL de agua declorada.
   2. En el grupo experimental, agregue 50 mL de C. abrotanoides L. decocción de agua refinada de cada concentración, agite suavemente y mezcle uniformemente hasta obtener un volumen total de 100 mL. Las concentraciones finales de la decocción de agua refinada de C. abrotanoides L. son 60 mg/mL, 120 mg/mL y 180 mg/mL.
   3. En el grupo de control en blanco, agregue 50 mL de agua declorada a un volumen total de 100 mL y márquelo como control en blanco.
   4. En el grupo de control positivo, añadir 50 mL de solución de deltametrina con una concentración de 0,1 mg/mL, agitar suavemente y mezclar uniformemente hasta un volumen total de 100 mL hasta una concentración final de 0,05 mg/mL y marcarlo como control positivo.
3. Observaciones
   1. Transfiera suavemente los vasos de plástico marcados a la sala de observación con el mismo entorno de alimentación y registre las muertes de larvas de Ae. albopictus en cada grupo experimental y de control a las 12 h, 24 h, 36 h y 48 h, respectivamente. Observe los individuos muertos bajo el microscopio y compárelos con las larvas normales de Ae. albopictus .
   2. En el momento de observación anterior, si las larvas fueron agitadas con una aguja fina y afilada y no pudieron escapar o no tuvieron respuesta, considérelas como muertas. Repita la prueba tres veces.
      NOTA: Si la mortalidad de las larvas en el grupo de control superaba el 20%, los resultados de la prueba no eran válidos y debían repetirse. El enfoque general se resume en la Figura 2.

4. Experimento de simulación al aire libre

1. Aplique las tres concentraciones de decocción de C. abrotanoides L. a las larvas de Ae. albopictus en condiciones exteriores para observar la muerte de las larvas. Compare si hay alguna diferencia entre el efecto tóxico y el del laboratorio.
2. Aplique las tres concentraciones de decocción de agua refinada de C. abrotanoides L. a la carpa cruciana silvestre en condiciones exteriores para observar si afectó el crecimiento de la carpa cruciana. Esto es para juzgar preliminarmente si el C. abrotanoides L.La decocción de agua refinada causa daños al entorno ecológico.
   NOTA: Las concentraciones fueron similares a las concentraciones mencionadas en el paso 3.2.2. Los puntos de tiempo utilizados son 12 h, 24 h, 36 h y 48 h, respectivamente. El efecto del experimento de simulación de campo se juzgó comparando la mortalidad de Ae. albopictus tratada con la decocción de C. abrotanoides L. en condiciones de alimentación en laboratorio y en condiciones naturales al aire libre.

5. Análisis estadístico

1. Exprese los datos cuantitativos en la media ± SD y los datos de recuento como porcentajes (%).
   NOTA: El método de inferencia estadística utilizado aquí fue de p < 0.05, y la diferencia fue estadísticamente significativa.
2. Se utilizaron programas informáticos adecuados para el análisis estadístico de los datos y las toxicidades de tres concentraciones diferentes de C . abrotanoides L. decocción para las larvas de Ae. albopictus con el fin de determinar preliminarmente qué concentración de decocción tenía la mejor toxicidad para las larvas de Ae. albopictus .

Aquí, el pasto entero de C. abrotanoides L. en este estudio se colectó de la naturaleza (Figura 1). Después de la identificación de C. abrotanoides L., la decocción de C. abrotanoides L. se obtuvo por el método de decocción (Figura 2) y se preparó en diferentes concentraciones (60 mg/mL, 120 mg/mL y 180 mg/mL). Se aplicó a larvas de Ae. albopictus por el mé...

Actualmente, Ae. albopictus se ha convertido en una de las 100 especies más invasoras del mundo. Según estadísticas de la Organización Mundial de la Salud (OMS), en 2020, las áreas más afectadas por Ae. albopictus en Asia representarán aproximadamente el 70% de la carga mundial de morbilidad¹². Como vector vital del dengue, la fiebre amarilla y otras enfermedades transmitidas por mosquitos, Ae. albopictus puede estar ampliamente d...

Los autores no tienen conflictos de intereses que declarar.

Agradecemos al Dr. Xin-Ru Wang de la Universidad de Minnesota, por sus perspicaces sugerencias y orientación. Este trabajo contó con el apoyo del fondo de investigación científica del Colegio Médico de Qiannan para las Nacionalidades (Qnyz202112, QNYZ202205) y el Fondo de Ciencia y Tecnología de la Comisión Provincial de Salud de Guizhou (qwjh [2022] No. 101, proyecto gzwkj2023-251).