Laboratory evaluation of dengue vector, Aedes aegypti (Linnaeus, 1762) and West Nile Virus, Culex quinquefasciatus (Say, 1823) in Mexico

Transcripción

1 RESPUESTA CONDUCTUAL DEL VECTOR DEL DENGUE, Aedes aegypti (Linnaeus, 1762) Y DEL VIRUS DEL OESTE DEL NILO, Culex quinquefasciatus (Say, 1823) EN MÉXICO Laboratory evaluation of dengue vector, Aedes aegypti (Linnaeus, 1762) and West Nile Virus, Culex quinquefasciatus (Say, 1823) in Mexico Rocío Ramírez-Jiménez, Ewry Arvid Zárate-Nahón, Maricela Laguna-Aguilar, Olga Saraí Sánchez-Rodríguez, Marcela Selene Alvarado-Moreno. Laboratorio de Entomología Médica, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de Nuevo León, C. P , San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. rociormz14@hotmail.com Palabras Clave: Dengue, Irritación, Repelencia, Toxicidad Introducción La fiebre del dengue y dengue hemorrágico son enfermedades febriles agudas, transmisibles en los trópicos y en África, causadas por cuatro virus (DEN-1, DEN-2, DEN-3 ó DEN-4). El dengue se encuentra en zonas urbanas de los países tropicales desarrollados; cada serotipo es bastante diferente, por lo que no existe protección. El dengue se transmite a los humanos por el mosquito hembra Aedes aegypti, el cual es el principal vector del dengue en el hemisferio occidental. A. aegypti ha sido una de las especies más estudiadas en entomología médica y lo seguirá siendo, porque a pesar de la abundante información que existe sobre su biología y control, ocurren brotes de dengue en todas las zonas endémicas del país. Un importante componente de los programas de salud publica diseñados para reducir la transmisión de algunas de las mas importantes enfermedades transmitidas por artrópodos, tales como la malaria, el virus del oeste del Nilo y el dengue, es el uso de productos químicos para reducir el riesgo de contacto humano-vector. El número de productos químicos destinados a tal uso cada vez es más limitada debido a una variedad de factores (prohibición, preocupación ambiental, posibles efectos adversos sobre la salud humana, resistencia, entre otros). Todos los métodos de protección personal y control de vectores utilizando insecticidas, están basados en la capacidad irritante, repelente y tóxica de dichos productos. Chareonviriyaphap et al. (2004) usando un sistema de cámara de escape experimental, proveyó de información sobre (contacto de irritabilidad y de repelencia) para pruebas de respuesta de comportamiento en Anopheles albimanus bajo condiciones de laboratorio y campo. Grieco et al. (2005), describió y desarrolló un novedoso sistema modular de ensayo para la investigación total y rápida de los compuestos químico que permite evaluar la acción repelente espacial, irritante de contacto y toxicidad de un insecticida contra mosquitos adultos, este dispositivo es designado como el Sistema de Investigación de Alto-Rendimiento de Procesamiento (HITSS). El posible efecto repelente de los insecticidas sobre los mosquitos ha sido sugerido como un importante factor en los programas de control de A. aegypti debido a su naturaleza endofílica y antropofílica, que lo hace un blanco ideal para la aplicación de insecticidas domésticos. 854

2 Materiales y Método Área de estudio. Mérida se localiza en la parte noroeste del estado de Yucatán. El clima es cálido-subhúmedo. La temperatura media oscila en los 33 C, hay una estación lluviosa de junio a agosto. Calderitas es una población del estado de Quintana Roo, el clima se clasifica como cálido húmedo con lluvias en verano y las temperaturas promedio anuales se registran en valores superiores a 26 C. Monterrey capital de Nuevo León, el clima es extremoso, frío en invierno y muy caluroso en verano. Las lluvias se distribuyen principalmente de los meses de mayo a septiembre. La temperatura media al año es de 22 C. Mediante el uso de la cámara de ensayo, propuesto por Grieco et al. (2005); se realizaron los ensayos de respuesta conductual (irritación por contacto, actividad de repelencia espacial y toxicidad) de A. aegypti y Cx. quinquefasciatus, frente a los insecticidas. El Sistema de Investigación de Alto-rendimiento de Procesamiento (cámara de ensayo de respuesta conductual), tiene un diseño modular que permitió examinar tres respuestas de comportamiento El montaje de los componentes variaron dependiendo del tipo de análisis. Los mosquitos A. aegypti proceden de Mérida, Calderitas; la colecta del material biológico se realizó mediante el uso de ovitrampas en colaboración con la Universidad Autónoma de Yucatán y de Cx. quinquefasciatus en Monterrey, N. L., se colectaron larvas utilizando dipers de acuerdo a los métodos descritos por Fay y Eliason, (1966), el material biológico se transportó al Laboratorio de Entomología Médica de la Facultad de Ciencias Biológicas, UANL, los huevecillos y las larvas se colocaron en bandejas de plástico de color blanco conteniendo un volumen adecuado de agua declorada, a una temperatura de 27 C ± 2 C, 70% de humedad relativa y un fotoperíodo de 12L:12O. Los adultos que emergieron de las pupas fueron sexados; las hembras se acondicionaron en jaulas de 30 x 30cm, proporcionándoles solución de azúcar al 10% hasta un máximo de 24 horas antes de someterlas a los ensayos de respuesta conductual; para los ensayos se utilizaron hembras F2 y de 2 a 4 días de edad, sin alimentación sanguínea. Solo las hembras fueron utilizadas en las pruebas experimentales, considerando su importancia en la transmisión de las enfermedades. Las soluciones de tratamiento fueron formuladas a una dosis de 0.025, 0.25, 2.5 y 25nmol/cm 2 para permetrina, bifentrina, cipermetrina, deltametrina y DDT utilizando como diluyente la acetona, todas las formulaciones fueran hechas a partir de los ingredientes activos (i.a) y las concentraciones fueron seleccionados basados en el estudio publicado por Grieco et al. (2005). Estas formulaciones fueron aplicadas uniformemente en las redes de tratamiento del sistema, el tamaño de las redes fue de 275cm 2, utilizando un volumen de 3.0mL. Redes adicionales fueron tratadas con acetona con un volumen de 3.0mL que sirvió como control. Análisis de irritación por contacto. Diez mosquitos fueron transferidos al sistema por el orificio de la tapilla que se encuentra en el extremo de tratamiento y 30segundos después fue abierta la válvula de mariposa. Después de 10 minutos, la válvula fue cerrada y se llevó a cabo el conteo de mosquitos en el extremo transparente (número de escapados) y en el extremo del tratamiento, así como insectos knockdown (postrados de lado y no capaces de levantarse después de haberse sacudido ligeramente la cámara), (Fig. 1). Análisis de repelencia espacial. Quince mosquitos fueron transferidos al compartimiento central y un paño oscuro cubrió el cilindro. Los puertos de visión en las tapillas de los extremos de los cilindros de control y tratamiento no fueron cubiertos para permitir el paso de la luz, sirvió como atrayente para los mosquitos. Una vez ensamblados los cilindros conteniendo el cilindro 855

3 con la red de tratamiento y control; después de un período de aclimatación de 30 segundos las válvulas de mariposa fueron abiertas simultáneamente (Fig. 2). Después de 10 minutos, las válvulas de mariposa fueron cerradas sincrónicamente y se realizó el conteo del número de mosquitos en cada compartimiento. También se registró el número de hembras que fueron derribadas en ambas cámaras. A El índice de actividad espacial (SAI), basado en el índice de la actividad de oviposición (OAI) de Kramer y de Mulla (1979), fue utilizado para evaluar la respuesta de los mosquitos hembras al análisis de repelencia espacial. Los cálculos del SAI para cada replica experimental se hizo utilizando la siguiente formula: SAI = (N c - N t ) / (N c + N t ). Donde: N c = Número de hembras en el compartimiento de control del Dispositivo de Análisis de Repelencia Espacial (HITSS) N t = Número de hembras en el compartimiento tratado del dispositivo HITSS Análisis de toxicidad. Quince mosquitos fueron transferidos al sistema, cerrándose a nivel de la horquilla, la cubierta oscura no fue utilizada (Fig. 3). Después de 1-h, el número de mosquitos knockdown fue registrado (derribados inmóviles y móviles) se transfirieron a un vaso de recuperación. Estos mosquitos fueron alimentados con una torunda de algodón empapada con azúcar al 10% y fueron devueltos al insectario. La mortalidad en cada una de las dosis/insecticida fue registrada después de 24-h. Fig. 3. Ensamblado del sistema para la prueba de toxicidad. 856

4 Resultados En Irritación por contacto. El comportamiento de los insectos sometidos a los insecticidas, fue que el escape de los moquitos del compartimiento con tratamiento al cilindro transparente del sistema fue mayor conforme aumentaron las dosis del insecticida; en cada una de las poblaciones (Cuadro 1). Cuadro 1. Respuesta de hembras Aedes aegypti (L) 1 en el análisis de irritación por contacto en la localidad de Mérida, Yucatán a 4 diferentes dosis de permetrina, bifentrina, cipermetrina, deltametrina y DDT. Insecticida Número de Número de Porcentaje de Dosis ensayos (No. escapados (nmol/cm 2 escape ) Mosq.) (media ± ES) corregido 2 Tratamiento χ 2 P (60) 1.2 ± (60) 2.8 ± (60) 4.3 ± (60) 5.2 ± (60) 0.5 ± Bifentrina (60) 4.7 ± (60) 4.3 ± (60) 7.7 ± (60) 0.2 ± Cipermetrina (60) 1.5 ± (60) 3.7 ± (60) 5.3 ± (60) 1.3 ± Deltametrina (60) 3.5 ± (60) 4.2 ± (60) 3.7 ± (60) 2.0 ± DDT (60) 0.3 ± (60) 0.2 ± (60) 0.8 ± Repelencia espacial. El porcentaje promedio de respuesta de repelencia espacial en las hembras de A. aegypti y Cx. quinquefasciatus fue uniforme en cada una de las concentraciones probadas, para cada uno de los insecticidas evaluados (Cuadro 2). Cuadro 2. Respuesta de hembras de Aedes aegypti (L) y Cx. quinquefasciatus (S) 1 en el análisis de repelencia espacial a 4 diferentes dosis de permetrina. Insecticida Concentración Numero de ensayos % Media de Media SAI 2 F 3 P (nmol/cm 2 ) (No. Mosq.) respuesta (ES) (SE) (90) 7 ± ± 0.006a (90) 10 ± ± 0.005a Calderitas (90) 32 ± ± 0.002a (90) 17 ± ± 0.005a Monterrey (90) 8 ± ± 0.006a (90) 7 ± ± 0.008a (90) 11 ± ± 0.004a (90) 8 ± ± 0.006a Insectos de 2 a 4 días de edad, sin alimentación sanguínea, suspendidos de alimentación de azúcar 24-h antes de la prueba. SAI, índice de la actividad espacial de repelencia. Análisis de varianza, Tukey (0.05) 857

5 Toxicidad. Respuesta alta de derribe (knockdown) fue observado en permetrina (84 ± 0.015), seguido por deltametrina (82 ± 0.011) a la dosis de 25 nmol/cm 2. Así mismo se obtuvo un derribe casi nulo de DDT (2 ± 0.006). En cuanto a mortalidad la bifentrina mostró mayor respuesta (83 ± 0.009), para la dosis 25 nmol/cm 2 (Cuadros 3 y 4). Cuadro 3. Derribe (KD) y mortalidad (MORT) de hembras Aedes aegypti (L) 1 en el análisis de toxicidad a 4 diferentes dosis de permetrina, bifentrina, cipermetrina, deltametrina y DDT. Insecticida Numero de 1 h KD 2 Dosis χ 2 (p) 3 24h MORT 2 χ 2 (p) 3 (nmol/cm 2 ensayos (No. (% Media ± (% Media ± ) Mosq.) ES) ES) (90) 1 ± 0.005c 3 ± 0.009b (90) 3 ± 0.006c 4 ± 0.009b (90) 7 ± 0.007b 11 ± 0.011b (90) 50 ± 0.024ª (0.001) 57 ± 0.030a (0.001) (90) 6 ± 0.008b 10 ± 0.012b Bifentrina (90) 12 ± 0.015b 17 ± 0.012b (90) 74 ± 0.024ª 71 ± 0.023a (90) 84 ± 0.015ª (0.000) 83 ± 0.009a (0.000) (90) 0 ± 0.000c 1 ± 0.005c Cipermetrina (90) 0 ± 0.000c 2 ± 0.006c (90) 31 ±0.026b 28 ± 0.031b (90) 61 ± 0.008ª (0.000) 52 ± 0.020a (0.000) (90) 0 ± 0.00d 1 ± 0.005c Deltametrina (90) 9 ± 0.015c 1 ± 0.005c (90) 31 ± 0.019b 12 ± 0.016b (90) 82 ± 0.011ª (0.000) 87 ± 0.007a (0.000) (90) 0 ± 0.000a 0 ± 0.000a DDT (90) 1 ± 0.005ª 0 ± 0.000a (90) 2 ± 0.006ª 1 ± 0.005a (90) 2 ± 0.006ª (0.447) 2 ± 0.006a (0.554) Cuadro 4. Derribe (KD) y mortalidad (MORT) de hembras Aedes aegypti (L) y Cx. quinquefasciatus (S) 1 en el análisis de toxicidad a 4 diferentes concentraciones de permetrina. Insecticida Concentración (nmol/cm 2 ) Numero de ensayos (No. 1 h KD 2 (% Media ± ES) χ 2 (P) 24h MORT (% Media ± ES) χ 2 (P) permetrina Calderitas permetrina Monterrey Mosq.) (90) 0 ± 0.000b 0 ± 0.000b (90) 2 ± 0.006b 2 ± 0.006b (90) 2 ± 0.006b 3 ± 0.006b (90) 47 ± 0.014a (0.001) 41 ± 0.013a (0.001) (90) 0 ± 0.000a 0 ± 0.000a (90) 4 ± 0.009a (0.221) 1 ± 0.005a (90) 2 ± 0.006a 2 ± 0.006a (90) 3 ± 0.006a 3 ± 0.006a (0.235) Insectos de 2 a 4 días de edad, sin alimentación sanguínea, suspendidos de alimentación de azúcar 24-h antes de la prueba. El derribe (KD) y la mortalidad (MORT) en los controles fue menor del 1% en su totalidad. Los valores dentro de cada columna signados por la misma letra no diferenciaron significativamente (p < 0.05) entre las concentraciones del tratamiento. P Son P-valores de la prueba de Kruskal-Wallis. Discusión y Conclusiones Bifentrina y cipermetrina, son los insecticidas que significativamente presentan mayor respuesta de irritación para las hembras (Mérida) de A. aegypti, a una dosis de 25 nmol/cm 2, el 858

6 número promedio de hembras irritadas, son 5.3 a 7.7, respectivamente, de un total de 10 hembras sometidas a prueba. En la población de Mérida, los insecticidas permetrina, bifentrina, cipermetrina, deltametrina y DDT; presentan respuesta repelente en forma similar en las concentraciones probadas, con un promedio de 6 a 34% del total de 15 hembras evaluadas. Bifentrina y deltametrina a concentraciones >25 nmol/cm 2, producen efectos KD y mortalidad superiores al 80%. Las respuestas de A. aegypti para la población de Calderitas y Cx. quinquefasciatus para la población de Monterrey, en la concentración 25 nmol/cm 2 de permetrina tienen mayor efecto irritante respectivamente. En repelencia espacial, permetrina producen respuestas similares en todas las concentraciones para cada población. a concentraciones >25 nmol/cm 2, producen efectos KD superiores a 47%, con una mortalidad >41% para la población de Calderitas y Monterrey, requiere concentraciones mayores para lograr efectos similares. El sistema mostró eficiencia, ya que facilita el análisis de la respuesta conductual de los mosquitos, dicho sistema debe ser utilizado como una opción para el estudio de nuevos productos químicos. Por lo tanto el sistema ofrece grandes ventajas tanto económicas, prácticas y científicas; frente a otros métodos; debido a que permite analizar varias respuestas conductuales, tales como: irritación por contacto, repelencia espacial y toxicidad; además de realizar múltiples replicas en periodos cortos, el área de tratamiento es pequeña, por lo que se reduce la cantidad de producto químico a probar. Literatura Citada Chareonviriyaphap T., A. Prabaripai and M.J. Bangs Excito-repellency of deltamethrin on the malaria vectors, Anopheles minimus, Anopheles dirus, Anopheles swandiwongporni, and Anopheles maculates, in Thailand. J. Am. Mosq. Contr. Assoc. 2004, 20(1): Clark G Dengue and dengue hemorragia fever. Journal of the Florida Mosquito Control Association, 63(1): Fay, R.W. and D.A. Eliason, A preferred oviposition site as a surveillance method for Aedes aegypti. Mosq News (26): Gratz, N.G Emergency and control of Aedes aegypti as disease vector in urban areas. J. Am. Mosq. Control Assoc. (3): Grieco J.P., N.L. Achee, M.R. Sardelis, K.R. Chauhan and D.R. Roberts A novel highthroughput screening system to evaluate the behavioral response of adult mosquitoes to chemicals. J. Am. Mosq. Control. Assoc. Harwood, R.F. and M.T. James Entomología médica y veterinaria. Editorial Limusa, S.A. de C.V. Grupo Noriega editores. México D.F. 615 pp. Kramer W.L., M.S. Mulla Ovipostion attractants and repellents of mosquitoes: ovipostion response of Culex mosquitoes to organic infusions. Environ. Entomol. (8): Lagunes A., J.A. Villanueva Toxicología y manejo de insecticidas. Colegio de Postgraduados. México. 264 pp Surtees G The distribution, density and seasonal prevalence of Aedes aegyti in West Africa. Bull. WHO (36): World Health Organization Fifteenth report of the WHO. Expert Committee on vector biology and control. Series