Effects of piperonyl butoxide on the toxicity of the organophosphate temephos and the role of esterases in the insecticide resistance of Aedes aegypti

Introduction The effects of piperonyl butoxide (PBO) on the toxicity of the organophosphate temephos (TE) and the role of esterases in the resistance of Aedes aegypti to this insecticide were evaluated. Methods A. aegypti L4 larvae susceptible and resistant to TE were pre-treated with PBO solutions in acetone at concentrations of 0.125, 0.25, 0.5, 1, and 2% for 24h and subsequently exposed to a diagnostic concentration of 0.02mg/L aqueous TE solution. The esterase activity of the larvae extracts pre-treated with varying PBO concentrations and exposed to TE for three time periods was determined. Results At concentrations of 0.25, 0.5, 1, and 2%, PBO showed a significant synergistic effect with TE toxicity. High levels of esterase activity were associated with the survival of A. aegypti L4 larvae exposed to TE only. Conclusions The results of the biochemical assays suggest that PBO has a significant inhibitory effect on the total esterase activity in A. aegypti larvae. .

Perfil de suscetibilidade da população de Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) da ilha de Santiago, Cabo Verde, a inseticidas / Susceptibility profile of Aedes aegypti from Santiago Island, Cape Verde, to insecticides

Em Cabo Verde, arquipélago situado na Costa Ocidental Africana, os primeiros casos de dengue ocorreram em 2009, com a notificação de mais de 21.000 casos, a maioria desses registrados na Ilha de Santiago. O mosquito Aedes aegypti foi identificado como vetor, e ações para seu controle, usando os inseticidas temephos (larvicida) e a deltametrina (adulticida), têm sido implementadas. Objetiva-se com esse trabalho avaliar o atual status de suscetibilidade a inseticidas e caracterizar os mecanismos de resistência nessa população. Amostras de A. aegypti da ilha de Santiago foram coletadas através de armadilhas de oviposição, para o estabelecimento de uma população a ser analisada. Foram realizados bioensaios do tipo dose diagnóstica, usando garrafas impregnadas com doses únicas dos adulticidas malathion (organofosforado), deltametrina (piretróide) e cipermetrina (piretróide), e bioensaios do tipo dose resposta, usando múltiplas concentrações dos inseticidas temephos (organofosforado), Bacillus thuringiensis sorovariedade israelensis (bactéria entomopatogênica) e diflubenzuron (inibidor de síntese de quitina). Para a investigação dos mecanismos de resistências, foram realizados testes bioquímicos com substratos específicos para quantificar a atividade das enzimas glutationa S-transferases, esterases (alfa, beta e PNPA) e oxidases de função mista, ligadas a detoxificação de xenobióticos, e a taxa de inibição da acetilcolinesterase ligada a insensibilidade do sítio alvo...

Cape Verde, an archipelago located on the West African Coast, recorded the first cases of dengue in 2009 in an epidemic with more than 21,000 reportedcases. The worst affected area was Santiago Island...

Investigação da genotoxicidade de larvicidas biológicos e sínteticos utilizados para o controle de Aedes aegypti / Genotoxicity investigation of biologic and synthetic larvicide utilized for the control of Aedes aegypti

A dengue é atualmente considerada a mais importante arbovirose que afeta o homem. O agravamento desta situação epidemiológica tem acarretado um aumento expressivo no uso de inseticidas organofosforados no combate ao vetor, principalmente o temefós, que é amplamente e sistematicamente aplicado em ambientes urbanos em reservatórios de água, até para o consumo humano. Este projeto propôs investigar efeito genotóxico (clastogênico) em células de mamíferos, induzido pela exposição ao temefós (grau técnico 95,5%), e ao biolarvicida Bacillus thuringiensis sorovar israelenses (Bti) - IPS 82, ambos empregados no controle do Aedes aegypti. Na avaliação genotóxica foram utilizadas células da medula óssea de camundongos albinos Swiss Webster de ambos os sexos, empregando-se os testes de metáfase e de micronúcleos para detecção dos danos cromossômicos: aberrações cromossômicas e micronúcleos. Os camundongos foram tratados com temefós (grau técnico 95,5%) nas concentrações de 27,75; 55,5 e 111 mg/kg ou com água destilada 10 ml/kg, via gavagem, como controle negativo ou com Ciclofosfamida a 25 mg/kg, via i.p., como controle positivo por 24, 48 e 72h, em dose única ou em 9 doses repetidas (1 dose/semana). Outros grupos foram tratados com Bti nas doses de 204 e 122,4 UFC (Unidade Formadora de Colônia) ou água destilada (200 ?l) como controle negativo, via gavagem, por 24 e 48h. Os resultados observados confirmaram a ação genotóxica induzida pelo inseticida temefós em camundongos de ambos os sexos, com a formação de micronúcleo em eritrócitos policromáticos (PCE MN), em todas as concentrações testadas 24h após o tratamento único. Na concentração de 111,00 mg/kg induziu PCE MN também após 48 e 72h em dose única e após tratamento com 9 doses. O temefós induziu também aberrações cromossômicas nas células em metáfases, em todas as concentrações testadas, 24h após tratamento único, e na concentração de 111,00 mg/kg, também após 48 e 72h de tratamento...

Monitoramento do gene, que codifica a esterase, envolvido na resistência a inseticidas organofosforados em populações naturais de Aedes aegypti do Brasil / Monitoring of the esterase encoding gene, involved in the resistance to organophosphate insectices in natural populations of Aedes aegypti in Brazil

O objetivo principal deste trabalho foi analisar o polimorfismo genético do gene da esterase e, avaliar o seu papel em possíveis mecanismos de resistência ao temephos em populações de Aedes aegypti. Com este propósito, foram utilizadas duas linhagens de laboratório: a Rockefeller (padrão de susceptibilidade a todas as classes de inseticidas) e a Recife-Resistente (mantida sob forte pressão de seleção pelo temephos durante cinco gerações); e nove populações naturais: oito provenientes da região metropolitana do Recife e uma de Araripe (CE). Elas foram coletadas em forma de ovos, durante os anos de 2004 e 2005. Foram realizados ensaios bioquímicos, eletroforese de isoenzimas, PCR e seqüenciamento de parte do gene, e PCR em Tempo Real para comparar a quantidade de cópias do gene na linhagem resistente e susceptível, e em populações naturais. Testes bioquímicos realizados apenas na linhagem Recife-Resistente demonstraram a presença do mecanismo de resistência metabólica através de uma alta atividade esterásica. O padrão das esterases foi observado em nove populações, em géis de poliacrilamida 6 por cento, corados com substratos específicos para as enzimas alfa e beta-esterase. Os valores de heterozigosidade observada (Ho) variaram de 0,278 a 0,533 em 2004, e em 2005, de 0,388 a 0,608. Estes géis ainda apresentaram um loco de alta atividade esterásica, denominado de loco 1. Neste loco, o alelo responsável pela maior atividade esterásica foi chamado de 3. Sua freqüência variou em 2004 de 0,100 em Dois Irmãos a 0,191 em Alto José do Pinho, e em 2005, caiu para 0,071 e 0,107 respectivamente. Na linhagem Recife-Resistente, a freqüência deste alelo foi de 0,214. O seqüenciamento de parte do exon 4 do gene da alfa-esterase, mostrou que o fragmento analisado, de aproximadamente 180 pb, é relativamente conservado, apresentando somente quatro sítios polimórficos em seis populações estudadas. Os resultados da PCR em Tempo Real indicaram que as populações estudadas não apresentam amplificação gênica para o gene da alfa-esterase, quando comparadas à linhagem Rockefeller, com exceção das populações de Engenho do Meio e Araripe. [...] estes resultados ainda precisam de maiores comprovações a fim de se assegurar que a superexpressão dos genes é a possível causa da resistência. A freqüência do alelo superexpresso pode ser monitorada ao longo do tempo e auxiliar no manejo da resistência ao inseticida químico em populações tratadas.

Genotoxic evaluation of the organophosphorous pesticide temephos

The chemical compound temephos (0,0,0',0'-tetrametyl-0,0'-thiodi-p-phenylene phosphorothioate) is an organophosphorous pesticide that has been used in Brazil since 1967 in control campaigns against the mosquito Aedes aegypti, the vector of dengue and yellow fever. We used single cell gel electrophoresis (SCGE), SOS/umu and Ames/Salmonella assays to test the toxicity and mutagenicity of temephos. Temephos was genotoxic in the SCGE assay, inducing severe DNA lesions (type IV lesions) at doses above 1.34 micro M. It was mutagenic, but not toxic, in the SOS/umu assay to Escherichia coli strain PQ37, but not to PQ35, at concentrations above 1.33 micro M, particularly when the S9 mixture was not used in the assay. Temephos was not mutagenic in the Ames assay with S. typhimurium strains TA97, TA98, TA100 and TA102, both with and without metabolic activation. However, temephos at concentrations above 3.33 micro M was mutagenic to TA98NR, YG7104 and YG7108, both with and without metabolic activation. In conclusion, temephos was genotoxic and mutagenic in all the three tests used, and in two of them at concentrations similar to those routinely used to combat Aedes aegypti

Susceptibility of Aedes aegypti larvae to temephos and Bacillus thuringiensis var israelensis in integrated control

A susceptibilidade de larvas de Aedes aegypti coletadas no campo foi avaliada em termos do tempo letal mediano (TL50) e da mortalidade final, quando tratadas com temephos, Bacilus thuringiensis var israelensis ou misturas desses dois agentes. As larvas de terceiro estádio mostraram-se mais susceptíveis ao patógeno do que aquelas no início ou no fim do quarto estádio. A sobrevivência de alguns indivíduos aos tratamentois com temephos permite sugerir a possibilidaqde de resistência. Foi detectada a existência de sinergismo temporal, quando larvas no início do quarto estádio foram tratadas com as misturas do Bti com o temephos. A possibilidade do tratamento integrado é comentada