ABSTRACT
Abstract This study reports the action of essential oils (EO) from five plants on the activity of native and recombinant acetylcholinesterases (AChE) from Rhipicephalus microplus. Enzyme activity of native susceptible AChE extract (S.AChE), native resistant AChE extract (R.AChE), and recombinant enzyme (rBmAChE1) was determined. An acetylcholinesterase inhibition test was used to verify the effect of the EO on enzyme activity. EO from Eucalyptus globulus, Citrus aurantifolia, Citrus aurantium var.dulcis inhibited the activity of S.AChE and R.AChE. Oils from the two Citrus species inhibited S.AChE and R.AChE in a similar way while showing greater inhibition on R.AChE. The oil from E. globulus inhibited native AChE, but no difference was observed between the S.AChE and R.AChE; however, 71% inhibition for the rBmAChE1 was recorded. Mentha piperita oil also inhibited S.AChE and R.AChE, but there was significant inhibition at the highest concentration tested. Cymbopogon winterianus oil did not inhibit AChE. Further studies are warranted with the oils from the two Citrus species that inhibited R.AChE because of the problem with R. microplus resistant to organophosphates, which target AChE. C. winterianus oil can be used against R. microplus populations that are resistant to organophosphates because its acaricidal properties act by mechanism(s) other than AChE inhibition.
Resumo Este estudo relata a ação de óleos essenciais de cinco plantas na atividade de acetilcolinesterases (AChE) nativas e recombinantes de Rhipicephalus microplus. A atividade enzimática do extrato de acetilcolinesterase nativa suscetível (S.AChE) e resistente (R.AChE) e da enzima recombinante (rBmAChE1) foi determinada. Um teste de inibição da AChE foi utilizado, para verificar o efeito dos óleos essenciais sobre a atividade enzimática. Óleos essenciais de Eucalyptus globulus, Citrus aurantifolia, Citrus aurantium var. dulcis inibiram a atividade de S.AChE e R.AChE. Os óleos das duas espécies de Citrus inibiram S.AChE e R.AChE de maneira semelhante, mas mostraram maior inibição sobre R.AChE. O óleo de E. globulus inibiu a AChE nativa, mas sem diferença entre a S.AChE e a R.AChE; no entanto, 71% de inibição para rBmAChE1 foi observada. O óleo de Mentha piperita também inibiu S.AChE e R.AChE, mas houve inibição significativa apenas nas concentrações mais altas testadas. O óleo de Cymbopogon winterianus não inibiu a AChE. Estudos adicionais são necessários com os óleos das duas espécies de Citrus que inibiram a R.AchE, devido ao problema de R. microplus resistente aos organofosforados ter como alvo AChE. O óleo de C. winterianus pode ser usado contra populações de R. microplus, que são resistentes a organofosforados, porque suas propriedades acaricidas agem por mecanismos diferentes.
Subject(s)
Animals , Oils, Volatile/pharmacology , Cholinesterase Inhibitors/pharmacology , Cymbopogon , Rhipicephalus/enzymology , Acaricides/pharmacology , Acetylcholinesterase , LarvaABSTRACT
Abstract The Rhipicephalus (Boophilus) microplus tick is responsible for considerable economic losses in Brazil, causing leather damage, weight loss and reduced milk production in cattle and results in the transmission of pathogens. Currently, the main method for controlling this tick is using acaricides, but their indiscriminate use is one of the major causes of resistance dissemination. In this study, the adult immersion test (AIT) was used to evaluate resistance in ticks from 28 properties located in five different states (Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Ceará, São Paulo, e Minas Gerais) and the Distrito Federal (DF) of Brazil. The resistance was found in 47.64% of the repetitions demonstrating an efficacy of less than 90% in various locations throughout the country. The larvae packet test was used to evaluate samples from ten properties in four states (Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Minas Gerais and Espírito Santo). Spray products belonging to the main classes of acaricides, including combination formulations, were used in both types of test. New cases of resistance were found on properties within the states of Ceará, Espírito Santo and Mato Grosso, where such resistance was not previously reported.
Resumo O carrapato Rhipicephalus (Boophilus) microplus é responsável por consideráveis perdas econômicas no Brasil, causando, nos bovinos, danos ao couro, perda de peso, redução na produção de leite, o que resulta na transmissão também de patógenos. Atualmente, o principal método de controle para esse carrapato é o uso de acaricidas, porém seu uso indiscriminado é uma das principais causas da disseminação da resistência. Neste estudo, o teste de imersão de adultos (TIA) foi utilizado para avaliar a resistência em carrapatos provenientes de 28 propriedades, localizadas em cinco diferentes estados brasileiros (Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Ceará, São Paulo, e Minas Gerais) e no Distrito Federal (DF). A resistência foi encontrada em 47,64% das repetições, demonstrando uma eficácia de menos de 90% em vários lugares do país. O teste de pacote de larva foi utilizado para avaliar amostras de 10 propriedades em quatro estados (Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Minas Gerais e Espírito Santo). Produtos de pulverização, pertencentes às principais classes de acaricidas, incluindo-se associações, foram utilizados em ambos os testes. Novos casos de resistência foram encontrados em propriedades nos estados do Ceará, Espírito Santo e Mato Grosso, nas quais a resistência ainda não havia sido previamente reportada.
Subject(s)
Animals , Cattle , Drug Resistance , Rhipicephalus/drug effects , Acaricides/pharmacology , Brazil , Cattle Diseases/parasitology , Rhipicephalus/classification , Acaricides/chemistryABSTRACT
The aim of the present study was to assess the acaricide resistance of tick populations in the western-central region of Rio Grande do Sul (Brazil), which has not previously been reported. Fifty-four cattle farms were visited and specimens of Rhipicephalus (Boophilus) microplus were collected and subjected to the adult immersion test, using nine commercial acaricides in the amidine, pyrethroid and organophosphate groups. Climatic data, including monthly precipitation, were recorded. The results from the present study demonstrated that seven of the acaricides analyzed presented mean efficacy values of less than 95%, with large differences among the products tested. Nine of them exhibited satisfactory and unsatisfactory acaricide results on at least one farm. In conclusion, the farms located in the western-central region of Rio Grande do Sul, Brazil, exhibited populations of R. (Boophilus) microplus with variable degrees of susceptibility to different acaricides, thus suggesting that resistance to the active compounds exists. It is suggested that treatment protocols should be implemented at the beginning of winter and summer, using the acaricides that showed efficacy in the adult immersion test.
O objetivo deste estudo foi o de aferir a situação da resistência dos produtos acaricidas utilizados no controle de carrapatos de bovinos, na mesorregião centro-ocidental rio-grandense. Para isso, cinquenta e quatro propriedades foram visitadas, e as teleóginas de Rhipicephalus (Boophilus) microplus foram coletadas e submetidas ao teste de eficácia acaricida in vitro, sendo utilizados nove produtos comerciais, pertencentes às classes químicas das amidinas, piretroides e organofosforados. Além disso, os dados das temperaturas máximas e mínimas médias e da precipitação acumulada foram compilados no período estudado. Os resultados demonstraram que sete produtos analisados apresentaram eficácia inferior a 95%, com grande disparidade dos resultados. Nove produtos testados apresentaram satisfatória e não satisfatória eficácia em pelo menos uma propriedade analisada. Neste contexto, concluiu-se que as propriedades da mesorregião centro-ocidental rio-grandense apresentam cepas de R. (B.) microplus com graus variáveis de susceptibilidade a diferentes acaricidas, sugerindo, assim, que a resistência aos princípios ativos existe. Sugere-se a adoção de protocolos de tratamento acaricida no início do inverno e do verão, com a escolha do produto a ser utilizado baseado nos resultados do teste de eficácia acaricida.
Subject(s)
Animals , Female , Cattle/parasitology , Drug Resistance, Multiple , Rhipicephalus/drug effects , Brazil , Rhipicephalus/physiology , SeasonsABSTRACT
Objetivo. Mediante procedimientos de PCR-RFLP, detectar un polimorfismo en el gen Est9 de garrapatas Rhipicephalus (Boophilus) microplus resistentes a piretroides en Ibagué, Colombia, determinando el grado de asociación entre los fenotipos y los genotipos resultantes. Materiales y métodos. El ADN de 30 teleoginas R. (Boophilus) microplus fenotípicamente susceptibles, resistentes o medianamente resistentes a piretroides en una prueba de Drummond modificada, fue amplificado por PCR con cebadores específicos para obtener un fragmento de 372 pb del gen Est9, que fue sometido a digestión con la enzima EcoRI para estudiar los RFLPs generados y poder diferenciar los respectivos genotipos. El grado de asociación entre los fenotipos y los genotipos resultantes se determinó mediante la prueba exacta de Fisher. Resultados. Luego de digerir el fragmento con la endonucleasa, se generaron dos segmentos en teleoginas con algún nivel de resistencia, mientras en las teleoginas susceptibles no hubo división del fragmento de 372 pb, demostrándose así la presencia de una mutación puntual y los genotipos homocigoto natural, homocigoto mutante y heterocigoto. Las diferencias altamente significativas (p<0.01) entre teleoginas susceptibles y aquellas con algún nivel de resistencia, mostraron una relación directa entre el genotipo y el fenotipo con un nivel de confianza de p=0.0009852. Conclusiones. Se comprobó, por primera vez en Colombia, la presencia de una mutación puntual en el gen Est9 de garrapatas R. (Boophilus) microplus resistentes a piretroides, sugiriendo la necesidad de realizar estudios para detectar alteraciones moleculares en otros genes relacionados con quimioresistencia.
Objective. Using PCR-RFLP procedures, to detect a polymorphism of the Est9 gene in Rhipicephalus (Boophilus) microplus ticks resistant to pyrethroids in Ibague, Colombia, determining the degree of association between phenotypes and resulting genotypes. Materials and methods. The DNA of 30 engorged R. (Boohilus) microplus phenotypically susceptible females, resistant or moderately resistant to pyrethroids in a modified Drummond test was amplified by PCR with specific primers. We obtained a 372 bp fragment of the Est9 gene which was digested with the EcoRI enzyme to study RFLPs generated in order to differentiate the respective genotypes. The degree of association between phenotypes and resulting genotypes was determined by Fisher’s exact test. Results. After digesting the fragment with the endonuclease, two segments were generated in engorged females with some level of resistance, while, in those susceptible, there was no fragment division. The presence of a mutation of 372 pb was demonstrated, as well as the natural homozygous genotypes, mutant homozygous and heterozygous. The highly significant differences (p<0.01) between engorged susceptible females and those with some level of resistance, revealed a direct relationship between genotype and phenotype with a confidence level of p = 0.0009852. Conclusions. For the first time in Colombia, the presence of a mutation in the Est9 gene of R. (B.) microplus tick resistant to pyrethroids was found, suggesting the need for studies to detect molecular alterations in other genes associated with chemical resistance.
Subject(s)
Carboxylesterase , Mutation , Polymerase Chain Reaction , TicksABSTRACT
Cattle ticks Rhipicephalus (Boophilus) microplus are mainly controlled in Brazil by means of acaricide products, without any official policies in this regard. Acaricides continue to be sold indiscriminately, and this has contributed towards making the problem of resistance widespread, thus making diagnosis and monitoring of tick resistance essential. Here, bioassays (larval packet test) were performed on tick populations from the states of Rio Grande do Sul and Mato Grosso do Sul regarding their susceptibility to cypermethrin, deltamethrin and flumethrin. All the tick samples tested showed resistance to cypermethrin (10) (resistance factor (RF) ranging from 5.6 to 80.3) and deltamethrin (10) (RF ranging from 2.4 to 83.1). Six out of eight populations were resistant to flumethrin (RF ranging from 3.8 to 8.2). PCR molecular analyses did not show any T2134A mutations in the voltage-gated sodium channel gene, in any of the sampled populations. The results from this study highlight the critical status of resistance of the cattle tick to synthetic pyrethroids in the regions studied. Further studies are needed to identify the mechanisms responsible for the resistant phenotypes observed in the bioassays. This was the first detection of flumethrin resistance in Brazil.
O controle do carrapato Rhipicephalus (Boophilus) microplus no Brasil é feito principalmente com produtos acaricidas, sem uma política de controle oficial. A venda destes produtos continua ocorrendo de maneira indiscriminada, o que tem contribuído para generalizar o problema da resistência em todo o país, tornando essencial seu diagnóstico e monitoramento. Bioensaios (teste do pacote de larvas) foram conduzidos com populações de carrapatos do Rio Grande do Sul e Mato Grosso do Sul, com relação à sua suscetibilidade a três princípios ativos piretróides. Todas as amostras analisadas mostraram resistência à cipermetrina (10), com fatores de resistência (FR) de 5,6 a 80,3, e à deltametrina, com FR variando de 2,4 a 83,1. Seis das oito amostras foram resistentes à flumetrina (FR de 3,8 a 8,2). Análises moleculares utilizando PCR demonstraram que em todas as populações amostradas não foram encontrados alelos com a mutação T2134A no gene do canal de sódio controlado por voltagem. Os resultados deste estudo evidenciam a situação crítica da resistência do carrapato bovino ao grupo dos piretróides sintéticos nas regiões estudadas. Novos estudos são necessários para identificar os mecanismos responsáveis pelos fenótipos resistentes observados nos bioensaios. Este é o primeiro relato da resistência a flumetrina no Brasil.
Subject(s)
Animals , Insecticides/pharmacology , Pyrethrins/pharmacology , Rhipicephalus/drug effects , Brazil , Insecticide Resistance , Mutation , Rhipicephalus/geneticsABSTRACT
With the objective of evaluating Rhipicephalus (Boophilus) microplus resistance to cipermetrina and amitraz, were collected engorged tick females from cattle on 20 farms on the Santa Catarina Plateau, in southern Brazil, between January of 2004 and May of 2006. Were also received 20 groups of engorged R. (B.) microplus females, collected by cattle farmers requesting acaricidal efficacy (AE) testing. Were performed in vitro tests, which consisted of immersing engorged females in cypermethrin (0.015%) and in amitraz (0.025%). An AE >95% was considered indicative of effectiveness. Of the 20 collected groups, 18 (90%) showed cypermethrin resistance and 1 (5%) showed amitraz resistance. Of the 20 received groups, 19 (95%) showed cypermethrin resistance and 2 (10%) showed amitraz resistance. The AE of cypermethrin was found to be >95%, 85-94%, and 55-64%, respectively, in 4 (57.1%), 2 (28.6%), and 1 (14.3%) of 7 reference groups, collected in the 1997-2001 period. The AE of amitraz was >95% in all of those groups. Among the groups of specimens received for analysis in that period, the AE of amitraz was >95% in 6 (85.71%) and 75-84% in 1 (14.28%). R. (B.) microplus resistance to acaricides is increasing on the Santa Catarina Plateau.
Com os objetivos de avaliar a resistência do Rhipicephalus (Boophilus) microplus à cipermetrina e ao amitraz no Planalto Catarinense, no período de janeiro de 2004 a maio de 2006, foram coletadas teleóginas em bovinos de 20 propriedades onde os produtores autorizaram a coleta (amostras por conveniência) e recebidas teleóginas de mais 20 propriedades com objetivo de diagnóstico de eficácia. Os testes in vitro foram realizados por imersão de teleóginas em cipermetrina (0,015%) e amitraz (0,025%). Considerando a eficácia igual ou superior a 95%, das 20 propriedades amostradas, 18 (90%) apresentaram resistência à cipermetrina e uma (5%) ao amitraz. Das 20 propriedades com teleóginas para diagnóstico, 19 (95%) apresentaram resistência à cipermetrina e duas (10%) ao amitraz. No período de agosto de 1997 a dezembro de 2001, das sete amostras coletadas, em quatro (57,1%) a eficácia da cipermetrina foi >95%, em duas (28,6%) entre 85% e 94% e em uma, (14,3%) entre 55% e 64%. A eficácia do amitraz foi >95%, em teleóginas de todas as propriedades. Nas amostras para diagnóstico, seis (85,71%) apresentaram eficácia para o amitraz >95% e uma (14,28%) entre 75% e 84%. A resistência desse ixodídeo aos carrapaticidas testados é crescente no Planalto Catarinense.