תודה שביקרת ב-Nature.com.לגרסת הדפדפן שבה אתה משתמש יש תמיכת CSS מוגבלת.לקבלת התוצאות הטובות ביותר, אנו ממליצים להשתמש בגרסה חדשה יותר של הדפדפן שלך (או להשבית את מצב התאימות ב-Internet Explorer).בינתיים, כדי להבטיח תמיכה שוטפת, אנו מציגים את האתר ללא סטיילינג או JavaScript.
שילובים של תרכובות קוטלי חרקים שמקורן בצמחים עשויים להפגין אינטראקציות סינרגטיות או אנטגוניסטיות נגד מזיקים.בהתחשב בהתפשטות המהירה של מחלות הנישאות על ידי יתושי Aedes וההתנגדות הגוברת של אוכלוסיות יתושים Aedes לקוטלי חרקים מסורתיים, עשרים ושמונה שילובים של תרכובות טרפן המבוססות על שמנים אתריים צמחיים נוסחו ונבדקו כנגד השלבים הזחלים והבוגרים של Aedes aegypti.חמישה שמנים אתריים צמחיים (EOs) הוערכו תחילה עבור יעילותם של קטל הזחלים והשימוש למבוגרים, ושתי תרכובות עיקריות זוהו בכל EO בהתבסס על תוצאות GC-MS.התרכובות המזוהות העיקריות נרכשו, כלומר דיאליל דיסולפיד, דיאליל טריסולפיד, קרבון, לימונן, אוגנול, מתיל אוגנול, אקליפטול, יודסמול ויתוש אלפא-פינן.לאחר מכן הוכנו שילובים בינאריים של תרכובות אלו תוך שימוש במינונים תת קטלניים וההשפעות הסינרגיות והאנטגוניסטיות שלהם נבדקו ונקבעו.ההרכבים הטובים ביותר של קוטל הזחלים מתקבלים על ידי ערבוב של לימונן עם דיאליל דיסולפיד, וההרכבים הטובים ביותר של קוטל זחלים מתקבלים על ידי ערבוב של קרבון עם לימונן.קוטל הזחלים הסינטטי בשימוש מסחרי Temphos והתרופה למבוגרים Malathion נבדקו בנפרד ובשילובים בינאריים עם טרפנואידים.התוצאות הראו שהשילוב של טמפוס ודיאליל דיסולפיד ומלתיון ו-eudesmol היה השילוב היעיל ביותר.שילובים חזקים אלה מחזיקים בפוטנציאל לשימוש נגד Aedes aegypti.
שמנים אתריים צמחיים (EOs) הם מטבוליטים משניים המכילים תרכובות ביו-אקטיביות שונות והופכים חשובים יותר כחלופה לחומרי הדברה סינתטיים.לא רק שהם ידידותיים לסביבה וידידותיים למשתמש, אלא שהם גם תערובת של תרכובות ביו-אקטיביות שונות, מה שגם מפחית את הסבירות לפתח עמידות לתרופות1.באמצעות טכנולוגיית GC-MS, חוקרים בחנו את המרכיבים של שמנים אתריים צמחיים שונים וזיהו יותר מ-3,000 תרכובות מ-17,500 צמחים ארומטיים2, שרובם נבדקו עבור תכונות קוטל חרקים ודווחו כבעלי השפעות קוטל חרקים3,4.כמה מחקרים מדגישים שהרעילות של המרכיב העיקרי של התרכובת זהה או גדולה מזו של תחמוצת האתילן הגולמית שלה.אבל השימוש בתרכובות בודדות עלול שוב להשאיר מקום להתפתחות עמידות, כפי שקורה עם קוטלי חרקים כימיים5,6.לכן, ההתמקדות הנוכחית היא בהכנת תערובות של תרכובות על בסיס אתילן אוקסיד כדי לשפר את יעילות קוטל החרקים ולהפחית את הסבירות לעמידות באוכלוסיות מזיקים מטרה.תרכובות פעילות בודדות הקיימות ב-EOs עשויות להפגין השפעות סינרגיסטיות או אנטגוניסטיות בשילובים המשקפים את הפעילות הכוללת של ה-EO, עובדה שהודגשה היטב במחקרים שנערכו על ידי חוקרים קודמים7,8.תוכנית הבקרה הווקטורית כוללת גם את EO ומרכיביו.פעילות קוטל היתושים של שמנים אתריים נחקרה בהרחבה על יתושי קולקס ואנופלס.מספר מחקרים ניסו לפתח חומרי הדברה יעילים על ידי שילוב של צמחים שונים עם חומרי הדברה סינתטיים בשימוש מסחרי כדי להגביר את הרעילות הכוללת ולמזער את תופעות הלוואי9.אבל מחקרים של תרכובות כאלה נגד Aedes aegypti נותרו נדירים.ההתקדמות במדע הרפואה ופיתוח תרופות וחיסונים סייעו להילחם בכמה מחלות הנישאות וקטוריות.אבל נוכחותם של סרוטיפים שונים של הנגיף, המועברים על ידי יתוש Aedes aegypti, הובילה לכישלון תוכניות החיסון.לכן, כאשר מחלות כאלה מתרחשות, תוכניות בקרת וקטור הן האפשרות היחידה למנוע את התפשטות המחלה.בתרחיש הנוכחי, השליטה ב-Aedes aegypti היא חשובה מאוד מכיוון שהיא וקטור מפתח של וירוסים שונים והסרוטיפים שלהם הגורמים לקדחת דנגי, זיקה, קדחת דנגי דימומית, קדחת צהובה וכו'. הדבר הכי ראוי לציון הוא העובדה שמספר המקרים של כמעט כל מחלות Aedes המועברות על ידי וקטור גדלים מדי שנה במצרים ומתרבים ברחבי העולם.לכן, בהקשר זה, קיים צורך דחוף בפיתוח אמצעי בקרה ידידותיים לסביבה ויעילים עבור אוכלוסיות Aedes aegypti.מועמדים פוטנציאליים בהקשר זה הם EOs, התרכובות המרכיבות אותם והשילובים שלהם.לכן, מחקר זה ניסה לזהות שילובים סינרגטיים יעילים של תרכובות EO צמחים מפתח מחמישה צמחים בעלי תכונות קוטל חרקים (כלומר, מנטה, בזיליקום קדוש, אקליפטוס מנוקד, Allium sphur ו-melaleuca) כנגד Aedes aegypti.
כל ה-EOs שנבחרו הדגימו פעילות פוטנציאלית של קוטל זחלים נגד Aedes aegypti עם LC50 של 24 שעות בטווח שבין 0.42 ל-163.65 ppm.פעילות קוטל הזחלים הגבוהה ביותר נרשמה עבור מנטה (Mp) EO עם ערך LC50 של 0.42 ppm ב-24 שעות, ואחריו שום (As) עם ערך LC50 של 16.19 ppm ב-24 שעות (טבלה 1).
למעט Ocimum Sainttum, Os EO, כל ארבעת ה-EOs האחרים שנבדקו הראו השפעות אלרגיות ברורות, עם ערכי LC50 שנעו בין 23.37 ל-120.16 ppm במהלך תקופת החשיפה של 24 שעות.Thymophilus striata (Cl) EO היה היעיל ביותר בהריגת מבוגרים עם ערך LC50 של 23.37 ppm תוך 24 שעות מהחשיפה, ואחריו Eucalyptus maculata (Em) שהיה לו ערך LC50 של 101.91 ppm (טבלה 1).מצד שני, ערך LC50 עבור Os עדיין לא נקבע שכן שיעור התמותה הגבוה ביותר של 53% נרשם במינון הגבוה ביותר (איור משלים 3).
שתי התרכובות המרכיבות העיקריות בכל EO זוהו ונבחרו על סמך תוצאות מסד הנתונים של ספריית NIST, אחוז שטח כרומטוגרמה GC ותוצאות ספקטרות טרשת נפוצה (טבלה 2).עבור EO As, התרכובות העיקריות שזוהו היו דיאליל דיסולפיד ודיאליל טריסולפיד;עבור EO Mp התרכובות העיקריות שזוהו היו קרבון ולימונן, עבור EO Em התרכובות העיקריות שזוהו היו eudesmol ואקליפטול;עבור EO Os, התרכובות העיקריות שזוהו היו eugenol ומתיל eugenol, ועבור EO Cl, התרכובות העיקריות שזוהו היו eugenol ו-α-pinene (איור 1, איורים משלימים 5-8, טבלה משלימה 1-5).
תוצאות של ספקטרומטריית מסה של הטרפנואידים העיקריים של שמנים אתריים נבחרים (A-diallyl disulfide; B-diallyl trisulfide; C-eugenol; D-methyl eugenol; E-limonene; F-aromatic ceperone; G-α-pinene; H-cineole ; R-eudamol).
בסך הכל תשע תרכובות (דיאליל דיסולפיד, דיאליל טריסולפיד, אאוגנול, מתיל אאוגנול, קרבון, לימונן, אקליפטול, יודסמול, α-pinene) זוהו כתרכובות יעילות שהן המרכיבים העיקריים של EO ונבדקו ביולוגית בנפרד כנגד Aedes aegypti בזחל. שלבים..לתרכובת eudesmol הייתה הפעילות הקוטלית הגבוהה ביותר עם ערך LC50 של 2.25 ppm לאחר 24 שעות של חשיפה.לתרכובות דיאליל דיסולפיד ודיאליל טריסולפיד נמצאו גם השפעות פוטנציאליות של קוטל זחלים, עם מינונים תת קטלניים ממוצעים בטווח של 10-20 ppm.פעילות קוטל זחלים מתונה נצפתה שוב עבור התרכובות יוגנול, לימונן ואקליפטול עם ערכי LC50 של 63.35 ppm, 139.29 ppm.ו-181.33 ppm לאחר 24 שעות, בהתאמה (טבלה 3).עם זאת, לא נמצא פוטנציאל קטל זחלים משמעותי של מתיל אאוגנול וקרבון אפילו במינונים הגבוהים ביותר, ולכן ערכי LC50 לא חושבו (טבלה 3).לקוטל הזחלים הסינטטי Temephos היה ריכוז קטלני ממוצע של 0.43 ppm כנגד Aedes aegypti במשך 24 שעות של חשיפה (טבלה 3, טבלה משלימה 6).
שבע תרכובות (דיאליל דיסולפיד, דיאליל טריסולפיד, אקליפטול, α-pinene, eudesmol, limonene ו-carvone) זוהו כתרכובות העיקריות של EO יעיל ונבדקו בנפרד נגד יתושי Aedes מצריים בוגרים.לפי ניתוח רגרסיה של Probit, נמצא כי Eudesmol הוא בעל הפוטנציאל הגבוה ביותר עם ערך LC50 של 1.82 ppm, ואחריו Eucalyptol עם ערך LC50 של 17.60 ppm בזמן חשיפה של 24 שעות.חמש התרכובות הנותרות שנבדקו היו מזיקות במידה בינונית למבוגרים עם LC50s שנעו בין 140.79 ל-737.01 ppm (טבלה 3).המלתיון האורגני-זרחן הסינטטי היה פחות חזק מ-eudesmol וגבוה משש התרכובות האחרות, עם ערך LC50 של 5.44 ppm במהלך תקופת החשיפה של 24 שעות (טבלה 3, טבלה משלימה 6).
שבע תרכובות עופרת חזקות וטמפוסאט אורגנו-זרחן נבחרו לגבש שילובים בינאריים של מינוני LC50 שלהם ביחס של 1:1.בסך הכל הוכנו ונבדקו 28 שילובים בינאריים לגבי יעילותם נגד Aedes aegypti.תשעה שילובים נמצאו סינרגיסטים, 14 שילובים היו אנטגוניסטיים וחמישה שילובים לא היו קוטל זחלים.מבין השילובים הסינרגטיים, השילוב של דיאליל דיסולפיד וטמופול היה היעיל ביותר, כאשר 100% תמותה נצפתה לאחר 24 שעות (טבלה 4).באופן דומה, תערובות של לימונן עם דיאליל דיסולפיד ואאוגנול עם thymetphos הראו פוטנציאל טוב עם תמותה של זחלים של 98.3% (טבלה 5).ארבעת השילובים הנותרים, דהיינו eudesmol plus eucalyptol, eudesmol plus limonene, eucalyptol plus alpha-pinene, alpha-pinene plus temephos, הראו גם הם יעילות מובהקת של קוטל זחלים, עם שיעורי תמותה שנצפו עולים על 90%.שיעור התמותה הצפוי קרוב ל-60-75%.(טבלה 4).עם זאת, השילוב של לימונן עם α-pinene או אקליפטוס הראה תגובות אנטגוניסטיות.כמו כן, לתערובות של טמפוס עם אאוגנול או אקליפטוס או eudesmol או diallyl trisulfide נמצאו השפעות אנטגוניסטיות.באופן דומה, השילוב של דיאליל דיסולפיד ודיאליל טריסולפיד והשילוב של אחת מהתרכובות הללו עם eudesmol או eugenol הם אנטגוניסטים בפעולתם של קטל הזחלים.אנטגוניזם דווח גם בשילוב של eudesmol עם eugenol או α-pinene.
מכל 28 התערובות הבינאריות שנבדקו לפעילות חומצית למבוגרים, 7 שילובים היו סינרגיסטים, 6 לא השפיעו ו-15 היו אנטגוניסטיים.תערובות של eudesmol עם אקליפטוס ולימונן עם קרבון נמצאו יעילות יותר משילובים סינרגיסטים אחרים, עם שיעורי תמותה ב-24 שעות של 76% ו-100%, בהתאמה (טבלה 5).מלתיון נצפה כבעל אפקט סינרגטי עם כל השילובים של תרכובות מלבד לימונן ודיאליל טריסולפיד.מצד שני, נמצא אנטגוניזם בין דיאליל דיסולפיד ודיאליל טריסולפיד והשילוב של כל אחד מהם עם אקליפטוס, או אקליפטול, או קרבון, או לימונן.באופן דומה, שילובים של α-pinene עם eudesmol או limonene, eucalyptol with carvone or limonene, ולימונן עם eudesmol או malathion הראו השפעות קוטל זחלים אנטגוניסטיות.עבור ששת השילובים הנותרים, לא היה הבדל משמעותי בין תמותה צפויה לתמותה שנצפה (טבלה 5).
בהתבסס על השפעות סינרגטיות ומינונים תת-קטליים, בסופו של דבר נבחרה הרעילות הקוטלת הזחלים שלהם כנגד מספר רב של יתושי Aedes aegypti ונבדקה נוספת.התוצאות הראו שתמותת הזחלים הנצפית באמצעות השילובים הבינאריים eugenol-limonene, diallyl disulfide-limonene ו-diallyl disulfide-timephos הייתה 100%, בעוד שהתמותה הצפויה של הזחלים הייתה 76.48%, 72.16% ו-63.4%, בהתאמה (טבלה 6)..השילוב של לימונן ו-eudesmol היה פחות יעיל יחסית, עם 88% תמותה של זחלים במהלך תקופת החשיפה של 24 שעות (טבלה 6).לסיכום, ארבעת השילובים הבינאריים שנבחרו הדגימו גם השפעות קוטל זחלים סינרגיסטיות נגד Aedes aegypti כשהם מיושמים בקנה מידה גדול (טבלה 6).
שלושה שילובים סינרגטיים נבחרו עבור הבדיקה הביולוגית של קוטלת מבוגרים כדי לשלוט באוכלוסיות גדולות של Aedes aegypti בוגרים.כדי לבחור שילובים לבדיקה על מושבות חרקים גדולות, התמקדנו תחילה בשני שילובי הטרפן הסינרגטיים הטובים ביותר, כלומר קרבון פלוס לימונן ואקליפטול פלוס יודסמול.שנית, השילוב הסינרגטי הטוב ביותר נבחר מתוך השילוב של מלתיון אורגנו-פוספט סינתטי וטרפנואידים.אנו מאמינים כי השילוב של malathion ו-eudesmol הוא השילוב הטוב ביותר לבדיקה על מושבות חרקים גדולות בשל התמותה הגבוהה ביותר שנצפתה וערכי LC50 נמוכים מאוד של המרכיבים המועמדים.Malathion מפגין סינרגיזם בשילוב עם α-pinene, diallyl disulfide, אקליפטוס, carvone ו eudesmol.אבל אם נסתכל על ערכי LC50, לאודסמול יש את הערך הנמוך ביותר (2.25 ppm).ערכי LC50 המחושבים של malathion, α-pinene, diallyl disulfide, eucalyptol and carvone היו 5.4, 716.55, 166.02, 17.6 ו-140.79 ppm.בהתאמה.ערכים אלו מצביעים על כך שהשילוב של malathion ו-eudesmol הוא השילוב האופטימלי מבחינת המינון.התוצאות הראו כי השילובים של קרבון בתוספת לימונן ו-eudesmol בתוספת מלתיון היו 100% תמותה נצפית בהשוואה לתמותה צפויה של 61% עד 65%.שילוב נוסף, eudesmol plus eucalyptol, הראה שיעור תמותה של 78.66% לאחר 24 שעות של חשיפה, בהשוואה לשיעור תמותה צפוי של 60%.כל שלושת השילובים שנבחרו הוכיחו השפעות סינרגטיות גם כאשר יושמו בקנה מידה גדול נגד Aedes aegypti בוגר (טבלה 6).
במחקר זה, EOs צמחיים נבחרים כגון Mp, As, Os, Em ו-Cl הראו השפעות קטלניות מבטיחות על שלבי הזחל והבוגר של Aedes aegypti.ל-MP EO הייתה פעילות קוטל הזחלים הגבוהה ביותר עם ערך LC50 של 0.42 ppm, ואחריו As, Os ו-Em EOs עם ערך LC50 של פחות מ-50 ppm לאחר 24 שעות.תוצאות אלו עולות בקנה אחד עם מחקרים קודמים של יתושים וזבובים אחרים 10,11,12,13,14.למרות שעוצמת הזחלים של Cl נמוכה יותר משמנים אתריים אחרים, עם ערך LC50 של 163.65 ppm לאחר 24 שעות, הפוטנציאל למבוגרים שלו הוא הגבוה ביותר עם ערך LC50 של 23.37 ppm לאחר 24 שעות.MP, As ו-EM EOs גם הראו פוטנציאל אלרגיות טוב עם ערכי LC50 בטווח של 100-120 ppm ב-24 שעות של חשיפה, אך היו נמוכים יחסית מיעילותם של קוטל הזחלים.מצד שני, EO Os הדגימה אפקט אלרגי זניח אפילו במינון הטיפולי הגבוה ביותר.לפיכך, התוצאות מצביעות על כך שהרעילות של תחמוצת אתילן לצמחים עשויה להשתנות בהתאם לשלב ההתפתחות של היתושים15.זה תלוי גם בקצב החדירה של EOs לגוף החרק, האינטראקציה שלהם עם אנזימי מטרה ספציפיים, ויכולת ניקוי הרעלים של היתוש בכל שלב התפתחותי16.מספר רב של מחקרים הראו כי תרכובת המרכיב העיקרית היא גורם חשוב בפעילות הביולוגית של תחמוצת אתילן, שכן היא מהווה את רוב התרכובות הכוללות3,12,17,18.לכן, שקלנו שתי תרכובות עיקריות בכל EO.בהתבסס על תוצאות GC-MS, דיאליל דיסולפיד ודיאליל טריסולפיד זוהו כתרכובות העיקריות של EO As, מה שעולה בקנה אחד עם דיווחים קודמים19,20,21.למרות שדיווחים קודמים הצביעו על כך שמנטול הוא אחד התרכובות העיקריות שלו, קרבון ולימונן זוהו שוב כתרכובות העיקריות של Mp EO22,23.פרופיל ההרכב של Os EO הראה שאוג'נול ומתיל אאוגנול הם התרכובות העיקריות, דבר הדומה לממצאים של חוקרים קודמים16,24.אקליפטול ואקליפטול דווחו כתרכובות העיקריות הקיימות בשמן עלי Em, מה שעולה בקנה אחד עם הממצאים של כמה חוקרים25,26 אך בניגוד לממצאים של Olalade et al.27.הדומיננטיות של cineole ו-α-pinene נצפתה בשמן אתרי melaleuca, אשר דומה למחקרים קודמים28,29.הבדלים תוך-ספציפיים בהרכב ובריכוז של שמנים אתריים המופקים מאותו מיני צמחים במקומות שונים דווחו ונצפו גם במחקר זה, המושפעים מתנאי גידול צמחים גיאוגרפיים, זמן הקציר, שלב ההתפתחות או גיל הצמח.הופעת כימוטיפים וכו'22,30,31,32.לאחר מכן נרכשו התרכובות המפתחות שזוהו ונבדקו עבור ההשפעות וההשפעות של קוטל הזחלים על יתושי Aedes aegypti בוגרים.התוצאות הראו שפעילות קוטל הזחלים של דיאליל דיסולפיד הייתה דומה לזו של EO As גולמי.אבל הפעילות של דיאליל טריסולפיד גבוהה יותר מ-EO As.תוצאות אלו דומות לאלו שהתקבלו על ידי Kimbaris et al.33 על Culex פיליפינים.עם זאת, שתי התרכובות הללו לא הראו פעילות אוטוצידית טובה נגד יתושי המטרה, מה שעולה בקנה אחד עם התוצאות של Plata-Rueda et al 34 על Tenebrio molitor.Os EO יעיל נגד שלב הזחל של Aedes aegypti, אך לא נגד השלב הבוגר.הוכח שפעילות קוטל הזחלים של התרכובות האישיות העיקריות נמוכה מזו של Os EO גולמי.זה מרמז על תפקיד של תרכובות אחרות והאינטראקציות שלהן בתחמוצת אתילן גולמית.למתיל אאוגנול לבדו יש פעילות זניחה, ואילו לאוג'נול לבדו יש פעילות קוטל זחל בינוני.מסקנה זו מאששת, מצד אחד, 35,36, ומצד שני, סותרת את מסקנותיהם של חוקרים קודמים37,38.הבדלים בקבוצות הפונקציונליות של אאוגנול ומתילאוגנול עלולים לגרום לרעילות שונות לאותו חרק מטרה39.נמצא שללימונן פעילות קוטל זחל מתונה, בעוד שההשפעה של קרבון הייתה לא משמעותית.באופן דומה, הרעילות הנמוכה יחסית של לימונן לחרקים בוגרים והרעילות הגבוהה של קרבון תומכים בתוצאות של כמה מחקרים קודמים40 אך סותרים אחרים41.נוכחותם של קשרים כפולים בעמדות תוך מחזוריות ואקזוציקליות כאחד עשויה להגביר את התועלת של תרכובות אלו כקוטלי זחלים3,41, בעוד ש-carvone, שהוא קטון עם פחמי אלפא ובטא בלתי רוויים, עשוי להפגין פוטנציאל גבוה יותר לרעילות במבוגרים42.עם זאת, המאפיינים האישיים של לימונן וקרבון נמוכים בהרבה מסך ה-EO Mp (טבלה 1, טבלה 3).מבין הטרפנואידים שנבדקו, נמצא כי eudesmol הוא בעל פעילות קוטל הזחלים והבוגרים הגדולה ביותר עם ערך LC50 מתחת ל-2.5 ppm, מה שהופך אותו לתרכובת מבטיחה להדברת יתושי Aedes.הביצועים שלו טובים יותר משל ה-EO Em כולו, אם כי זה לא עולה בקנה אחד עם הממצאים של Cheng et al.40.אודסמול הוא ססקוויטרפן בעל שתי יחידות איזופרן שהוא פחות נדיף ממונוטרפנים מחומצנים כמו אקליפטוס ולכן יש לו פוטנציאל גדול יותר כחומר הדברה.לאקליפטול עצמו יש פעילות מבוגרים יותר מאשר קוטל זחלים, ותוצאות ממחקרים קודמים תומכים ומפריכים זאת37,43,44.הפעילות לבדה כמעט דומה לזו של ה-EO Cl כולו.מונוטרפן דו-ציקלי אחר, α-pinene, משפיע פחות על Aedes aegypti מאשר השפעה קוטל זחל, שהיא הפוכה להשפעה של EO Cl מלא.פעילות קוטל החרקים הכוללת של טרפנואידים מושפעת מהליפופיליות שלהם, תנודתיות, הסתעפות פחמן, שטח הקרנה, שטח פנים, קבוצות תפקודיות ומיקומם45,46.תרכובות אלו עשויות לפעול על ידי הרס הצטברויות תאים, חסימת פעילות נשימתית, הפסקת העברת דחפים עצביים וכו'. 47 נמצא כי ה-Organophosphate הסינטטי Temephos הוא בעל הפעילות הקוטלית הגבוהה ביותר עם ערך LC50 של 0.43 ppm, אשר תואם את הנתונים של לק - Utala48.פעילות מבוגרים של מלתיון אורגני זרחן סינתטי דווחה ב-5.44 ppm.למרות ששני הזרחנים האורגניים הללו הראו תגובות חיוביות נגד זני מעבדה של Aedes aegypti, דווח על עמידות בפני יתושים לתרכובות אלו בחלקים שונים של העולם49.עם זאת, לא נמצאו דיווחים דומים על התפתחות עמידות לתרופות צמחיות50.לפיכך, חומרים בוטניים נחשבים כאלטרנטיבות פוטנציאליות לחומרי הדברה כימיים בתוכניות בקרת וקטורים.
האפקט קוטל הזחלים נבדק על 28 שילובים בינאריים (1:1) שהוכנו מטרפנואידים וטרפנואידים חזקים עם thymetphos, ו-9 שילובים נמצאו סינרגיסטים, 14 אנטגוניסטים ו-5 אנטגוניסטים.ללא השפעה.מאידך, בבדיקת העוצמה הביולוגית למבוגרים נמצאו 7 שילובים סינרגיסטים, 15 שילובים היו אנטגוניסטיים, ו-6 שילובים דווחו ללא השפעה.הסיבה לכך ששילובים מסוימים מייצרים אפקט סינרגטי עשויה להיות בגלל התרכובות המועמדות המקיימות אינטראקציה בו-זמנית במסלולים חשובים שונים, או מעיכוב רציף של אנזימים מרכזיים שונים של מסלול ביולוגי מסוים51.השילוב של לימונן עם דיאליל דיסולפיד, אקליפטוס או אאוגנול נמצא כסינרגיסטי הן ביישומים בקנה מידה קטן והן בקנה מידה גדול (טבלה 6), בעוד שלשילוב שלו עם אקליפטוס או α-pinene נמצאה השפעות אנטגוניסטיות על הזחלים.בממוצע, נראה כי לימונן הוא סינרגיסט טוב, אולי בשל נוכחותן של קבוצות מתיל, חדירה טובה לשכבת הקרנית ומנגנון פעולה שונה52,53.בעבר דווח כי לימונן עלול לגרום להשפעות רעילות על ידי חדירת לציפורניים של חרקים (רעילות מגע), השפעה על מערכת העיכול (אנטיפידנט), או השפעה על מערכת הנשימה (פעילות חיטוי), 54 בעוד שפניל פרופנואידים כגון אאוגנול עלולים להשפיע על אנזימים מטבוליים 55. לכן, שילובים של תרכובות עם מנגנוני פעולה שונים עשויים להגביר את ההשפעה הקטלנית הכוללת של התערובת.נמצא כי אקליפטול הוא סינרגטי עם דיאליל דיסולפיד, אקליפטוס או α-pinene, אך שילובים אחרים עם תרכובות אחרות היו לא קוטל זחלים או אנטגוניסטים.מחקרים מוקדמים הראו כי לאקליפטול פעילות מעכבת על אצטילכולין אסטראז (AChE), כמו גם על קולטני אוקטאמין ו-GABA56.מכיוון שמונוטרפנים מחזוריים, אקליפטול, אאוגנול וכו' עשויים להיות בעלי אותו מנגנון פעולה כמו הפעילות הנוירוטוקסית שלהם, 57 ובכך למזער את ההשפעות המשולבות שלהם באמצעות עיכוב הדדי.כמו כן, נמצא כי השילוב של Temephos עם דיאליל דיסולפיד, α-pinene ולימונן הוא סינרגטי, מה שתומך בדיווחים קודמים על השפעה סינרגטית בין מוצרי צמחים וזרחנים אורגניים סינתטיים58.
לשילוב של eudesmol ואקליפטול נמצאה השפעה סינרגטית על שלבי הזחל והבוגר של Aedes aegypti, אולי בשל אופני הפעולה השונים שלהם בשל המבנים הכימיים השונים שלהם.אודסמול (ססקוויטרפן) עלול להשפיע על מערכת הנשימה 59 ואקליפטול (מונוטרפן) עשוי להשפיע על אצטילכולין אסטראז 60.חשיפה משותפת של המרכיבים לשני אתרי יעד או יותר עשויה לשפר את ההשפעה הקטלנית הכוללת של השילוב.בבדיקות ביולוגיות של חומרים למבוגרים, נמצא כי מלתיון סינרגטי עם קרבון או אקליפטול או אקליפטול או דיאליל דיסולפיד או α-pinene, מה שמצביע על כך שהוא סינרגטי עם תוספת של לימונן ודי.מועמדים טובים לחומרי אלרגיה סינרגטיים לכל הפורטפוליו של תרכובות טרפן, למעט אליל טריסולפיד.Thangam ו- Kathiresan61 גם דיווחו על תוצאות דומות של ההשפעה הסינרגטית של מלתיון עם תמציות צמחים.תגובה סינרגטית זו עשויה לנבוע מההשפעות הרעילות המשולבות של מלתיון ופיטוכימיקלים על אנזימים לניקוי רעלים של חרקים.זרחנים אורגניים כגון מלתיון פועלים בדרך כלל על ידי עיכוב אסטראזות ציטוכרום P450 ומונואוקסיגנאזות62,63,64.לכן, שילוב של מלתיון עם מנגנוני פעולה אלה וטרפנים עם מנגנוני פעולה שונים עשוי לשפר את ההשפעה הקטלנית הכוללת על יתושים.
מצד שני, אנטגוניזם מצביע על כך שהתרכובות שנבחרו פחות פעילות בשילוב מכל תרכובת לבדה.הסיבה לאנטגוניזם בשילובים מסוימים עשויה להיות שתרכובת אחת משנה את התנהגות התרכובת השנייה על ידי שינוי קצב הספיגה, ההפצה, חילוף החומרים או ההפרשה.חוקרים מוקדמים חשבו שזה הגורם לאנטגוניזם בשילובי תרופות.מולקולות מנגנון אפשרי 65. באופן דומה, גורמים אפשריים לאנטגוניזם עשויים להיות קשורים למנגנוני פעולה דומים, תחרות של תרכובות מרכיבות על אותו קולטן או אתר יעד.במקרים מסוימים, עלול להתרחש גם עיכוב לא תחרותי של חלבון המטרה.במחקר זה, שתי תרכובות אורגנית גופרית, דיאליל דיסולפיד ודיאליל טריסולפיד, הראו השפעות אנטגוניסטיות, אולי עקב תחרות על אותו אתר יעד.כמו כן, שתי תרכובות גופרית אלו הראו השפעות אנטגוניסטיות ולא השפיעו בשילוב עם eudesmol ו-α-pinene.אודסמול ואלפא-פינן הם מחזוריים בטבעם, ואילו דיאליל דיסולפיד ודיאליל טריסולפיד הם אליפטיים בטבעם.בהתבסס על המבנה הכימי, השילוב של תרכובות אלו אמור להגביר את הפעילות הקטלנית הכוללת מכיוון שאתרי היעד שלהן בדרך כלל שונים34,47, אך בניסוי מצאנו אנטגוניזם, שעשוי לנבוע מתפקידן של תרכובות אלו בכמה אורגניזמים לא ידועים in vivo.מערכות כתוצאה מאינטראקציה.באופן דומה, השילוב של cineole ו-α-pinene יצר תגובות אנטגוניסטיות, אם כי חוקרים דיווחו בעבר כי לשתי התרכובות יש מטרות פעולה שונות47,60.מכיוון ששתי התרכובות הן מונוטרפנים מחזוריות, ייתכנו כמה אתרי יעד נפוצים שעשויים להתחרות על הקישור ולהשפיע על הרעילות הכוללת של הזוגות הקומבינטוריים שנחקרו.
בהתבסס על ערכי LC50 ותמותה נצפית, נבחרו שני שילובי הטרפן הסינרגטיים הטובים ביותר, כלומר הזוגות של קרבון + לימונן ואקליפטול + אאודסמול, כמו גם מלתיון אורגנו-זרחן סינתטי עם טרפנים.השילוב הסינרגטי האופטימלי של מלתיון + תרכובות אודסמול נבדק במבחן ביולוגי של קוטל חרקים למבוגרים.התמקדו במושבות חרקים גדולות כדי לאשר אם השילובים היעילים הללו יכולים לפעול נגד מספר גדול של פרטים על פני שטחי חשיפה גדולים יחסית.כל השילובים הללו מדגימים אפקט סינרגטי נגד נחילי חרקים גדולים.תוצאות דומות התקבלו עבור שילוב אופטימלי של קוטל זחלים סינרגטי שנבדק כנגד אוכלוסיות גדולות של זחלי Aedes aegypti.לפיכך, ניתן לומר שהשילוב האפקטיבי של קוטל הזחלים והבוגר הסינרגיסטי של תרכובות EO צמחים הוא מועמד חזק נגד כימיקלים סינתטיים קיימים וניתן להשתמש בו עוד יותר כדי לשלוט באוכלוסיות Aedes aegypti.כמו כן, ניתן להשתמש בשילובים יעילים של קוטלי זחלים סינתטיים או קוטלי בוגרים עם טרפנים כדי להפחית את המינונים של thymetphos או malathion הניתנים ליתושים.שילובים סינרגטיים חזקים אלה עשויים לספק פתרונות למחקרים עתידיים על התפתחות העמידות לתרופות ביתושי Aedes.
ביצים של Aedes aegypti נאספו ממרכז המחקר הרפואי האזורי, Dibrugarh, המועצה ההודית למחקר רפואי ונשמרו תחת טמפרטורה מבוקרת (28 ± 1 מעלות צלזיוס) ולחות (85 ± 5%) במחלקה לזואולוגיה, אוניברסיטת גאהטי תחת התנאים הבאים: Arivoli תוארו et al.לאחר הבקיעה, הזחלים הוזנו במזון זחלים (אבקת ביסקוויטים ושמרים לכלבים ביחס של 3:1) ומבוגרים הוזנו בתמיסת גלוקוז של 10%.החל מהיום השלישי לאחר הופעתה, הורשו ליתושים בוגרים למצוץ את הדם של חולדות לבקן.משרים נייר סינון במים בכוס ומניחים אותו בכלוב ההטלה.
דגימות צמחים נבחרות, כלומר עלי אקליפטוס (Myrtaceae), בזיליקום קדוש (Lmiaceae), נענע (Lamiaceae), melaleuca (Myrtaceae) ונוריות אליום (Amaryllidaceae).נאסף מ-Gwahati וזוהה על-ידי המחלקה לבוטניקה, אוניברסיטת Gauhati.דגימות הצמח שנאספו (500 גרם) הועברו לזיקוק הידרו באמצעות מנגנון Clevenger למשך 6 שעות.ה-EO המופק נאסף בבקבוקוני זכוכית נקיים ואוחסן ב-4 מעלות צלזיוס למחקר נוסף.
רעילות זחלים נחקרה באמצעות נהלים סטנדרטיים של ארגון הבריאות העולמי 67.השתמש ב-DMSO כמתחלב.כל ריכוז EO נבדק תחילה ב-100 ו-1000 ppm, תוך חשיפת 20 זחלים בכל שכפול.בהתבסס על התוצאות, הוחל טווח ריכוז ותמותה נרשמה בין שעה ל-6 שעות (במרווחים של שעה), וב-24 שעות, 48 שעות ו-72 שעות לאחר הטיפול.ריכוזים תת קטלניים (LC50) נקבעו לאחר 24, 48 ו-72 שעות של חשיפה.כל ריכוז נבדק בשלושה עותקים יחד עם ביקורת שלילית אחת (מים בלבד) וביקורת חיובית אחת (מים שטופלו בDMSO).אם מתרחשת התגשמות ויותר מ-10% מהזחלים של קבוצת הביקורת מתים, הניסוי חוזר על עצמו.אם שיעור התמותה בקבוצת הביקורת הוא בין 5-10%, השתמש בנוסחת התיקון של אבוט 68.
השיטה המתוארת על ידי רמר וחב'.69 שימש עבור בדיקה ביולוגית למבוגרים נגד Aedes aegypti באמצעות אצטון כממס.כל EO נבדק בתחילה נגד יתושי Aedes aegypti בוגרים בריכוזים של 100 ו-1000 ppm.יש למרוח 2 מ"ל מכל תמיסה מוכנה למספר Whatman.1 פיסת נייר סינון (גודל 12 על 15 ס"מ) ולתת לאציטון להתאדות במשך 10 דקות.נייר סינון שטופל ב-2 מ"ל בלבד של אצטון שימש כביקורת.לאחר התאדות האצטון, מניחים את נייר הסינון המטופל ונייר הסינון הבקרה בצינור גלילי (עומק 10 ס"מ).עשרה יתושים בני 3 עד 4 ימים שאינם מאכילים דם הועברו לשלשות של כל ריכוז.על סמך תוצאות בדיקות מקדימות נבדקו ריכוזים שונים של שמנים נבחרים.תמותה נרשמה לאחר שעה, שעתיים, 3 שעות, 4 שעות, 5 שעות, 6 שעות, 24 שעות, 48 שעות ו-72 שעות לאחר שחרור היתושים.חשב ערכי LC50 לזמני חשיפה של 24 שעות, 48 שעות ו-72 שעות.אם שיעור התמותה של מנת הביקורת עולה על 20%, חזור על כל הבדיקה.באופן דומה, אם שיעור התמותה בקבוצת הביקורת גדול מ-5%, התאם את התוצאות עבור הדגימות המטופלות באמצעות הנוסחה של אבוט68.
בוצעו כרומטוגרפיית גז (Agilent 7890A) וספקטרומטריית מסה (Accu TOF GCv, Jeol) כדי לנתח את התרכובות המרכיבות את השמנים האתריים שנבחרו.ה-GC היה מצויד בגלאי FID ועמודה נימית (HP5-MS).הגז המוביל היה הליום, קצב הזרימה היה 1 מ"ל לדקה.תוכנית GC מגדירה את Allium sativum ל-10:80-1M-8-220-5M-8-270-9M ואת Ocimum Sainttum ל-10:80-3M-8-200-3M-10-275-1M-5 – 280, עבור מנטה 10:80-1M-8-200-5M-8-275-1M-5-280, עבור אקליפטוס 20.60-1M-10-200-3M-30-280, ולאדום עבור אלף שכבות הם הם הם 10: 60-1M-8-220-5M-8-270-3M.
התרכובות העיקריות של כל EO זוהו בהתבסס על אחוז השטח שחושב מתוצאות כרומטוגרמת GC וספקטרומטריית מסה (מוזכר למסד הנתונים של תקני NIST 70).
שתי התרכובות העיקריות בכל EO נבחרו על סמך תוצאות GC-MS ונרכשו מ-Sigma-Aldrich בטוהר של 98-99% לבדיקות ביולוגיות נוספות.התרכובות נבדקו לגבי יעילות קוטל זחלים ומבוגרים נגד Aedes aegypti כמתואר לעיל.קוטלי הזחלים הסינתטיים הנפוצים ביותר טמפוסט (Sigma Aldrich) והתרופה למבוגרים מלתיון (Sigma Aldrich) נותחו כדי להשוות את היעילות שלהם עם תרכובות EO נבחרות, בעקבות אותו הליך.
תערובות בינאריות של תרכובות טרפן נבחרות ותרכובות טרפן בתוספת זרחנים אורגניים מסחריים (טילפוס ומלתיון) הוכנו על ידי ערבוב מינון LC50 של כל תרכובת מועמדת ביחס של 1:1.השילובים המוכנים נבדקו בשלבי זחל ובוגרים של Aedes aegypti כמתואר לעיל.כל בדיקה ביולוגית בוצעה בשלושה עותקים עבור כל שילוב ובשלוש עותקים עבור התרכובות הבודדות הקיימות בכל שילוב.מוות של חרקי מטרה נרשם לאחר 24 שעות.חשב את שיעור התמותה הצפוי עבור תערובת בינארית באמצעות הנוסחה הבאה.
כאשר E = שיעור התמותה הצפויה של יתושי Aedes aegypti בתגובה לשילוב בינארי, כלומר חיבור (A + B).
ההשפעה של כל תערובת בינארית סומנה כסינרגיסטית, אנטגוניסטית או ללא השפעה על סמך ערך χ2 שחושב בשיטה שתוארה על ידי Pavla52.חשב את הערך χ2 עבור כל שילוב באמצעות הנוסחה הבאה.
השפעת השילוב הוגדרה כסינרגטית כאשר ערך χ2 המחושב היה גדול מערך הטבלה עבור דרגות החופש המתאימות (95% רווח בר סמך) ואם נמצא שהתמותה הנצפית עולה על התמותה הצפויה.באופן דומה, אם ערך χ2 המחושב עבור שילוב כלשהו חורג מערך הטבלה בדרגות מסוימות של חופש, אך התמותה הנצפית נמוכה מהתמותה הצפויה, הטיפול נחשב אנטגוניסטי.ואם בשילוב כלשהו הערך המחושב של χ2 קטן מערך הטבלה בדרגות החופש המתאימות, הצירוף נחשב כלא משפיע.
שלושה עד ארבעה שילובים בעלי פוטנציאל סינרגטי (100 זחלים ו-50 פעילות קוטל זחלים וחרקים בוגרים) נבחרו לבדיקה נגד מספר רב של חרקים.מבוגרים) המשך כמו לעיל.יחד עם התערובות, נבדקו גם תרכובות בודדות הקיימות בתערובות שנבחרו על מספר שווה של זחלי Aedes aegypti ומבוגרים.יחס השילוב הוא חלק אחד של מינון LC50 של תרכובת מועמדת אחת וחלק LC50 של מינון המרכיב השני.במבחן הביולוגי של פעילות מבוגרים, תרכובות נבחרות הומסו באצטון הממס והוחלו על נייר סינון עטוף במיכל פלסטיק גלילי בגודל 1300 ס"מ.האציטון התאדה במשך 10 דקות והמבוגרים שוחררו.באופן דומה, ב-bioassay של קטל הזחלים, מינונים של תרכובות מועמדות LC50 הומסו תחילה בנפחים שווים של DMSO ולאחר מכן ערבבו עם 1 ליטר מים המאוחסנים במיכלי פלסטיק של 1300 סמ"ק, והזחלים שוחררו.
ניתוח הסתברותי של 71 נתוני תמותה מתועדים בוצע באמצעות SPSS (גרסה 16) ותוכנת Minitab לחישוב ערכי LC50.
זמן פרסום: יולי-01-2024