Nuevos atrayentes para el control de los mosquitos

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1 II JORNADAS SOBRE FEROMONAS, ATRAYENTES, TRAMPAS Y CONTROL BIOLÓGICO: ALTERNATIVAS PARA LA AGRICULTURA DEL SIGLO XXI MURCIA, 18 Y 19 DE NOVIEMBRE DE 2009 Sesión técnica: Hortalizas Nuevos atrayentes para el control de los mosquitos Owen Jones Suterra Europe, Treforest Industrial Estate, Pontypridd, CF37 5SU, South Wales, Reino Unido Owen.jones@agrisense.co.uk Resumen Durante la última década se han realizado muchos avances para comprender la ecología química de los mosquitos y de otros insectos que pican. Estos insectos no sólo constituyen una molestia para los humanos y para los animales domésticos, sino que también son vectores muy importantes de enfermedades tanto en climas tropicales como templados. Las hembras de estas especies se ven obligadas a encontrar un huésped vertebrado del que extraer sangre para madurar sus huevos. Muchas especies se alimentan principalmente de ciertas especies huésped y como consecuencia, han desarrollado mecanismos de búsqueda de huéspedes muy específicos basados en rastros químicos. A lo largo de la década, la investigación se ha centrado en entender y descubrir estos rastros químicos para utilizarlos posteriormente en las estrategias de manejo de plagas. Los mosquitos y otros insectos que pican también usan las pistas químicas para localizar sitios para la oviposición y las fuentes de néctar. Los mosquitos suelen poner los huevos en sitios muy peculiares que maximizan las oportunidades de supervivencia de sus crías. Por tanto, las pistas químicas que se usan para encontrar dichos sitios suelen ser muy complejas y tienen que ser muy precisas para asegurar el crecimiento y la supervivencia de las larvas y de las pupas. Los mosquitos obtienen la energía que necesitan del néctar de varias plantas con flor. De nuevo, se usan señales químicas para encontrar estas fuentes. Este artículo describe el trabajo que se ha realizado con Aedes spp y con otros insectos que pican para entender las sustancias químicas que utilizan para encontrar a los huéspedes vertebrados de los que obtener sangre y para encontrar lugares adecuados en los que depositar los huevos. Recientemente se han identificado y se han formulado varios compuestos químicos que participan en estas actividades para liberación controlada. Este artículo describe su uso en el monitoreo y control tanto de los mosquitos como de otros insectos que pican.

2 Introducción Los mosquitos no son sólo una plaga molesta, sino que también son importantes vectores de parásitos y virus que causan enfermedades como la malaria, el dengue y la el virus del Nilo occidental. Cada año se producen entre 300 y 500 millones de casos de malaria en humanos al año por los mosquitos, que transmiten el parásito de la sangre que causa la enfermedad. Estos casos de malaria dan lugar a un millón de muertes, el 90% de ellas en el África subsahariana. El dengue está clasificado como la enfermedad viral más importante que transmiten los mosquitos en el mundo y en los últimos 50 años su incidencia se ha multiplicado por 30. La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha estimado que millones de personas viven en más de 100 países endémicos de África, el sureste asiático, el Mediterráneo oriental, el Pacífico occidental y América, donde se puede transmitir el virus del dengue. Al año se producen unos 50 millones de infecciones, con casos de fiebre hemorrágica del dengue, que produce muchas muertes, especialmente entre los niños (OMS 2009). Entre otras enfermedades virales que transmiten los mosquitos de las que se han dado muchos casos en la última década se incluye el virus del Nilo occidental y la fiebre de Chikungunya en África oriental, en la India e incluso en Europa. La aparición de la enfermedad en Italia en 2007 sirve como recordatorio cada cierto tiempo de que los países a los que denominamos desarrollados no son inmunes a las enfermedades que transmiten los mosquitos. Atrayentes de los mosquitos y bioensayos AgriSense participa en el campo de los atrayentes de los mosquitos a través de un proyecto de colaboración entre la empresa y los investigadores de la Universidad de Regensburg en Alemania y más recientemente con una empresa spin-off que surgió de ese grupo de investigación, BioGents A.G. El grupo de investigación de Regensburg lleva funcionando unos 20 años, mientras que la colaboración con AgriSense comenzó hace ocho años. Los dos grupos tienen capacidades complementarias que han llevado al desarrollo de nuevos productos basados en semioquímicos para el monitoreo y el control de los mosquitos. El desarrollo de un buen sistema de bioensayos es fundamental para investigar las respuestas del comportamiento de los insectos a los estímulos químicos. La Figura 1 muestra el olfatómetro con forma de Y que se usa para el bioensayo de estimulantes químicos contra los mosquitos que buscan sangre.

3 Figura 1: Dibujo esquemático del olfatómetro con forma de Y. Compartimento 1 (cámara de liberación): cámara de liberación de los mosquitos. Área de decisión: caja donde los mosquitos pueden decidir entre los dos compartimentos del olfatómetro. Compartimentos 2 y 3: jaulas de destino. Rejilla y puertas rotatorias: Realizadas en malla. Longitud total del aparato: 1m. Por el aparato fluye constantemente aire limpio y acondicionado climáticamente (26 C ± 1 C, 70% rh ± 5%) en la dirección del compa rtimento de liberación a una velocidad de entre 0.4 y 0.6 m/s en el tubo largo central y de entre 0.2 y 0.3 m/s en cada uno de los brazos. Se libera a los insectos en la base del tubo largo del olfatómetro, de forma que puedan volar a favor del viento hacia los brazos y puedan elegir entre el brazo de prueba, con el estímulo que se está testando y un brazo de control sin estímulo. Se puede introducir en el aparato una mano o un dedo como estímulo olfativo mediante las aberturas deslizantes que se encuentran en cada uno de los brazos. Se extrae de sus cajas a grupos de entre 18 y 23 hembras de mosquito en busca de sangre y se sitúan en los compartimentos de liberación, que posteriormente se unen al tubo, al final del olfatómetro. En la mayoría de las pruebas se utiliza el dedo índice como estímulo y en el otro brazo del tubo en forma de Y se coloca otro olor distinto. En los tests individuales, una vez que se han introducido las sustancias a comprobar o el dedo de control en uno de los brazos del olfatómetro, se abre la puerta rotatoria del compartimento de liberación. Tras 40 segundos, las puertas rotatorias del compartimento de liberación y los compartimentos 2 y 3 se cierran. Entonces se registran los siguientes datos: El número de mosquitos que quedan en el compartimento de liberación.

4 El número de mosquitos que llegan a la caja de decisión. El número de mosquitos en cada brazo del tubo en forma de Y. Se ha comprobado que este aparato funciona bien con las tres especies principales de mosquitos Aedes, Culex y Anopheles. Las especies de Aedes son mosquitos que vuelan durante el día, por lo que los estudios se deben realizar a la luz o simulando la luz del día. Sin embargo, con las especies que vuelan de noche, sólo se pueden estudiar con luz roja. Análisis químico El análisis químico de las sustancias liberadas por los humanos puede comenzar con un método de bioensayo altamente eficiente. Las muestras del sudor humano se pueden analizar mediante técnicas de cromatografía de gases (cromatografía gas-líquido y cromatografía líquida de alta resolución) y las sustancias volátiles que libera la piel humana se pueden separar en picos constitutivos utilizando las columnas y las fases adecuadas. Se puede realizar un análisis adicional de cada pico individual uniendo el cromatógrafo de gases con un espectrómetro de masas (GC-Mass Spec), pero dado que se detectan tantos picos en la piel humana, se suele utilizar una combinación de cromatografía de gases y electroantenografía (GC-EAG) para identificar los picos activos. Así, el vapor que sale de la columna de la cromatografía de gases de divide antes de ir al detector y parte de ese vapor cae sobre las antenas de los mosquitos en una preparación electroantenográfica. La figura 2 muestra una gráfica típica de una cromatografía de gases y una electroantenografía, en la que aparecen representadas las dos variables. Figura 2 Resultados de GC-EAG que muestran la actividad antenal y los picos asociados. El siguiente listado muestra algunas de las sustancias químicas que se ha identificado que emite el sudor humano.

5 Dióxido de carbono (CO2) Vapor de agua Amoniaco Ácido láctico Varios ácidos carboxílicos Acetona 1-Octen-3-ol (isómeros ópticos R y S) Liberación controlada de los atrayentes de mosquitos Para poder utilizar las anteriores sustancias como cebo en trampas para mosquitos, se deben desarrollar dispositivos adecuados de liberación controlada. El CO2 procede de un cilindro o de hielo seco. Sin embargo, estos formatos no son muy adecuados para el trabajo de campo y ahora hay varias trampas en las que el CO2 se produce mediante la combustión catalítica de propano o de butano para obtener CO2 y vapor de agua. También se puede utilizar para atraer a los mosquitos una trampa que emita una columna de CO2 añadiendo algunas de las sustancias previamente mencionadas a dicha columna. Se ha demostrado que la liberación controlada de fórmulas de amoniaco, ácido láctico, varios ácidos carboxílicos y 1-octen-3-ol, añadidas a una columna de CO2 tiene efectos sinérgicos en distintas especies de mosquitos. Ha resultado de especial interés la diferencia de atracción del octenol racémico y de sus isómeros ópticos individuales. En ensayos realizados en Alemania utilizando trampas Mosquito Magnet que producen CO2 por la combustión de propano se comprobó que la cantidad de mosquitos atrapados era superior tanto por el octenol racémico como por el R-(-)-octen-3-ol, pero que el último constituía el 10% de la dosis de las mezclas racémicas (Figura 3).

6 Figura 3. Capturas de mosquitos en trampas Mosquito Magnet cebadas con 1,6 g de octenol racémico y 150 mg de R-(-)-octen-3-ol Diseño de las trampas Figura 4. Trampa BG Sentinel y representación esquemática. A muestra la visión desde arriba y B una sección longitudinal. CB- bolsa trampa, T tubo negro, F ventilador, BGL atrayente BG, G- malla La figura 4 muestra un novedoso diseño de la trampa para mosquitos desarrollada por el grupo de investigación de la Universidad de Regensburg (Krökel, et al., 2006, Geier et al., 2006). Se ha descubierto que da muy buenos resultados en la captura de Aedes aegypti y Aedes albopictus. Estas especies antropofílicas están muy relacionadas con los humanos por su sangre, y por lo tanto, cuando a esta trampa se le colocó un cebo con CO2 o con componentes del sudor humano, fue más eficaz para cazar especies de Aedes que cualquier otra trampa usada hasta la fecha.

7 Ae albopictus ff Ae vexans ff CDC with CO2 BG-Sentinel with CO2 BG-Sentinel Figura 4. Capturas de Aedes spp en trampas CDC y BG Sentinel en Florida en 7 noches durante La adición de CO2 y de componentes de la fórmula del sudor aumenta significativamente la atracción de la trampa BG Sentinel para Aedes albopictus. Conclusiones Se han desarrollado semioquímicos que aumentan significativamente las capturas de mosquitos hembra en busca de sangre cuando se utilizan en trampas de diseño novedoso, como la BG Sentinel. El uso de las combinaciones de trampa con atrayente se está utilizando mucho para el monitoreo de las poblaciones de mosquitos. También ofrece la posibilidad de reducir la difusión de enfermedades como el dengue al atrapar cantidades suficientes de hembras en busca de sangre, reduciendo así la transmisión de la enfermedad. Actualmente se están realizando ensayos en Brasil con estas trampas para evaluar esta posibilidad. Bibliografía Geier, M. & Boeckh, J. (1999) A new Y-tube olfactometer for mosquitoes to measure the attractiveness of host odours. Entomologia Experimentalis et Applicata, 92, Kröckel,U. Rose, A., Eiras,A. & Geier, M. (2006) New tools for surveillance of adult yellow fever mosquitoes: comparison of trap catches with human landing rates in an urban environment. Journal of the American Mosquito Control Association 22, Geier, M., Rose, A., Grunewald, J. & Jones, O. (2006) New mosquito traps improve the monitoring of disease vectors. International Pest Control, 48,