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Previous issue date: 2013-05-29 / FACEPE / O mosquito Aedes aegypti é o vetor de três arboviroses denominadas febre Chikungunya,
febre amarela e dengue. Esta última é uma das doenças infecciosas mais importantes
mudialmente e epidemias de dengue vêm ressurgindo em países tropicais e subtropicais. O
controle do vetor é a melhor estratégia de combate à doença. Os inseticidas químicos
atualmente utilizados são tóxicos para o meio ambiente e seu uso excessivo tem levado ao
desenvolvimento de populações resistentes. Neste cenário, tem aumentado a busca por
inseticidas naturais para controle de populações de A. aegypti. Lectinas, proteínas que
reconhecem carboidratos, isoladas de plantas apresentam atividade inseticida. A lectina
solúvel em água isolada de sementes de Moringa oleifera (WSMoL) promoveu mortalidade
(CL50 de 0,197 mg/mL) contra larvas de A. aegypti no quarto estágio (L4) e extrato das
sementes contendo WSMoL retardou o desenvolvimento larval. Uma vez conhecidos os
efeitos deletérios de WSMoL sobre as larvas dessa espécie de mosquito, o presente trabalho
investigou: 1) o efeito de WSMoL sobre a oviposição de fêmeas grávidas de A. aegypti em
condições de laboratório e utilizando ovitrampas (armadilhas para captura de ovos) em
ensaios de campo simulado; 2) a eficácia de WSMoL em aumentar a eficiência de armadilhas
para captura de fêmeas (MosquiTRAPTM); 3) a atividade ovicida de WSMoL sobre ovos de A.
aegypti frescos e estocados; 4) o envolvimento de sensores olfatórios das fêmeas na resposta
de oviposição frente a WSMoL; 5) a influência de diferentes doses de radiação gama nos
efeitos da lectina sobre larvas, ovos e oviposição. A lectina foi isolada através de protocolo
previamente estabelecido. Ensaio de oviposição em laboratório foi realizado em gaiolas (33 x
21 x 30 cm) contendo um par de recipientes de vidro, sendo um deles preenchido com 50 mL
do extrato de sementes, fração proteica 0-60% ou WSMoL isolada (concentração final: 0,1
mg/mL de proteínas) e o outro com 50 mL de água destilada (controle negativo). Cada
recipiente continha uma peça de papel de filtro como suporte para oviposição. As fêmeas
grávidas (25) foram liberadas no interior das gaiolas e após 16 h o número de ovos foi
determinado. A eclodibilidade dos ovos depositados pelas fêmeas foi também avaliada. Para
isso, 50 ovos foram selecionados e imersos na mesma solução em que foram depositados.
Após 144 h, o número de larvas foi registrado. A resposta de oviposição das fêmeas grávidas
em condições de campo simulado foi avaliada em uma área experimental localizada no
campus da Universidade Federal de Minas Gerais contendo grandes gaiolas (2,5 x 2,5 x 2 m)
em seu interior. Em cada gaiola foram colocadas duas ovitrampas contendo palhetas de
madeira, uma preenchida com WSMoL (0,1 mg/mL) e outra com água de torneira (controle
negativo). Em seguida, 40 fêmeas grávidas previamente selecionadas em laboratório foram
liberadas no centro da gaiola. Após 2 h, as ovitrampas foram retiradas e o número de ovos
determinado. Ensaios utilizando par de ovitrampas contendo infusão de Panicum maximum
(um eficiente estimulante de oviposição) e água destilada foram realizados como controle
positivo. Amostra da lectina foi avaliada quanto à presença de compostos voláteis por
cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS) e ensaio de olfatometria
utilizando olfatômetro horizontal de dupla escolha foi realizado para investigar o
envolvimento de sensores olfatórios na resposta das fêmeas frente a WSMoL.
MosquiTRAP™ (versão 1.0) foi utilizada para avaliar a eficácia de WSMoL como um
atraente para captura de fêmeas de A. aegypti em condições de campo simulado. As
armadilhas foram preenchidas com WSMoL (teste), infusão de P. maximum (controle
positivo) ou água de torneira (controle negativo). Quarenta fêmeas grávidas foram liberadas
no centro de cada gaiola contendo um par de armadilhas. O número de fêmeas capturadas foi
avaliado após 180 min. A capacidade do extrato de sementes, fração 0-60% e WSMoL em
impedir a eclosão de ovos estocados de A. aegypti foi também avaliada. Por fim, foi
determinado o efeito da irradiação gama de WSMoL, nas doses de 10 mGy e 10 Gy, sobre as atividades larvicida, ovicida e efeito na oviposição. As preparações brutas (extrato de
sementes e fração proteica 0-60%) não afetaram a oviposição de A. aegypti. Diferentemente,
WSMoL apresentou significante (p<0,05) efeito estimulante sobre a oviposição tanto em
condições de laboratório (73 ± 2,1%) quanto em condições de campo simulado (65 ± 14%)
utilizando ovitrampas. O efeito de WSMoL em condições de campo foi similar ao da infusão
de P. maximum (67 ± 11 %). Nas ovitrampas contendo WSMoL, o número de ovos presentes
na superfície do líquido foi maior que o de ovos depositados na palheta. A presença de
compostos voláteis não foi detectada na solução de WSMoL e os resultados do ensaio de
olfatometria revelaram que as fêmeas não foram atraídas por WSMoL através de resposta
envolvendo sensores olfativos. A não-volatilidade de WSMoL, a presença da maioria dos
ovos na superfície do líquido nas ovitrampas contendo WSMoL e os resultados do ensaio de
olfatometria indicam que os mecanismos de percepção de WSMoL pelas fêmeas
provavelmente envolvem sensores de contato (gustatórios). WSMoL não interferiu na
eficiência da armadilha MosquiTRAPTM para captura de fêmeas grávidas, provavelmente
devido ao fato de que nesse tipo de armadilha, as fêmeas não podem entrar em contato com a
solução. Extrato de sementes, fração proteica 0-60% e WSMoL reduziram a eclosão dos ovos
depositados no ensaio de oviposição em condições de laboratório. Extrato, fração e WSMoL
também apresentaram atividade ovicida contra ovos estocados, sendo os valores de CE50
(concentração efetiva de proteínas necessária para reduzir em 50% o número de ovos
eclodidos) de 0,28, 0,18 e 0,1 mg/mL de proteínas, respectivamente. Análise por microscopia
óptica revelou que WSMoL interferiu no desenvolvimento do embrião em ovos frescos, bem
como causou a morte dos embriões presentes nos ovos estocados. A irradiação de WSMoL na
dose de 10 mGy potencializou as atividades hemaglutinante, larvicida e ovicida da lectina,
enquanto o efeito estimulante de oviposição foi abolido. Em conclusão, o presente trabalho
relata, pela primeira vez, os efeitos ovicida e estimulante de oviposição de uma lectina e
demonstra a atuação de uma molécula fixa (não volátil) como uma pista química utilizada
pelas fêmeas grávidas de A. aegypti para seleção do sítio de oviposição. As atividades
estimulante de oviposição, ovicida e larvicida de WSMoL fazem desta lectina uma molécula
com excelentes características para controle de A. aegypti. / The mosquito Aedes aegypti is the vector of three arboviruses named Chikungunya fever,
yellow fever and dengue. This last is one of the most important infectious diseases worldwide
and dengue epidemics are re-emerging in tropical and subtropical countries. The vector
control is the best strategy to combat the disease. The chemical insectides currently used are
toxic to environment and their excessive use has led to developing of resistant populations. In
this scenario, the search for natural insecticides for A. aegypti control has increased. Lectins,
carbohydrate-binding proteins, isolated from plants show insecticidal activity. The watersoluble
lectin isolated from Moringa oleifera seeds (WSMoL) promoted mortality (LC50 of
0.197 mg/mL) of A. aegypti fourth-stage larvae (L4) and seed extract containing WSMoL
delayed larval development. Once known the deleterious effects of WSMoL on larvae of this
mosquito species, the present work investigated: 1) the effect of WSMoL on oviposition by A.
aegypti gravid females under laboratory conditions and using ovitraps (traps to capture eggs)
in assays under semi-field conditions; 2) the efficacy of WSMoL in enhance the efficiency of
traps used to capture females (MosquiTRAPTM); 3) the ovicidal activity of WSMoL on fresh
and stored A. aegypti eggs; 4) the involvement of female olfactory sensilla in the oviposition
response toward WSMoL; 5) the influence of different doses of gamma radiation on the
effects of lectin on larvae, eggs and oviposition. Oviposition assay in laboratory was
performed in cages (33 x 21 x 30 cm) containing a pair of glass vessels; one filled with 50
mL of seed extract, 0-60% protein fraction or isolated WSMoL (final concentration: 0.1
mg/mL of protein) and the other with 50 mL of distilled water (negative control). Each vessel
contained a piece of filter paper as support for oviposition. The gravid females (25) were
released inside the cages and after 16 h the number of eggs was determined. The hatchability
of the eggs laid by females was also evaluated. For this, 50 eggs were selected and imersed in
the same solution at which they were laid. After 144 h, the number of larvae was recorded.
The oviposition response by gravid females under semi-field conditions was evaluated in an
experimental area located at the campus of the Universidade Federal de Minas Gerais
containing wide cages (2.5 x 2.5 x 2 m) inside. In each cage, two ovitraps containing a wood
paddle were placed and one was filled with WSMoL (0.1 mg/mL) and another with tap water
(control). Next, 40 gravid females previously selected in laboratory were released in the
center of the cage. After 2 h, the ovitraps were removed and the number of eggs was
determined. Assays using a pair of ovitraps containing Panicum maximum infusion (an
effective oviposition-stimulant) and tap water were performed as positive control. Lectin
sample was evaluated for presence of volatile compounds by gas chromatography coupled to
mass spectrometry (GC-MS) and olfactometry assay using double-choice horizontal
olfactometer was performed aiming to investigate the involvement of olfactory sensilla in the
response of females toward WSMoL. The MosquiTRAP™ (Version 1.0) was used to evaluate
the efficacy of WSMoL as an attractant for capturing A. aegypti females under semi-field
conditions. The traps were filled with WSMoL (test), P. maximum infusion (positive control)
or tap water (negative control). Forty gravid A. aegypti females were released in the center of
each cage containing a pair of traps. The number of captured females was evaluated in the
cages after 180 min. The ability of seed extract, 0-60% fraction and WSMoL to impair the
hatching of stored A. aegypti eggs was also evaluated. Finally it was determined the effect of
gamma irradiation of WSMoL, at doses of 10 mGy and 10 Gy, on the larvicidal and ovicidal
activities as well as effect on oviposition. The crude preparations (seed extract and 0-60%
fraction) did not affect the A. aegypti oviposition. Differently, WSMoL showed a significant
(p<0.05) oviposition-stimulant effect both under laboratory conditions (73 ± 2.1 %) and in
ovitraps at field-simulated conditions (65 ± 14 %). The effect at field conditions was similar
to that of P. maximum infusion (67 ± 11 %). In ovitraps containing WSMoL, the number of eggs found at liquid suface was higher than that of eggs laid on the paddles. The presence of
volatile compounds was not detected in WSMoL solution and the results from olfatometry
assay revealed that the females were not attracted by WSMoL through response involving
olfactory sensilla. The non-volatilty of WSMoL, the presence of eggs majority at the liquid
surface in WSMoL ovitraps and the results from olfatometry assay indicated that the
mechanisms of WSMoL perception by females probably involve contact (gustatory) sensilla.
WSMoL did not interfere in the efficiency of MosquiTRAPTM in capture gravid females,
probably due to the fact that in this type of trap the females cannot have contact with the
solution. Seed extract, 0-60% protein fraction and WSMoL reduced the hatching of eggs laid
in the oviposition assay under laboratory conditions. Extract, fraction and WSMoL also
showed ovicidal activity against stored eggs, being the EC50 (effective protein concentration
required to reduce the number of hatched eggs in 50%) values of 0.28, 0.18 and 0.1 mg/mL,
respectively. Analysis by optical miscroscopy revealed that WSMoL interfered on embryo
developmente in fresh eggs as well as caused the death of the embryos present in stored eggs.
The irradiation of WSMoL at 10 mGy dose potencialized the hemagglutinating, larvicidal and
ovicidal activities of the lectin while the oviposition-stimulant effect was abolished. In
conclusion, the present work reports for the first time the ovicidal and oviposition-stimulant
effects of a lectin and demonstrate the acting of a fix (non-volatile) molecule as a chemical
cue used by A. aegypti gravid females for selection of the oviposition site. The ovipositionstimulant,
ovicidal and larvicidal activities of WSMoL make this lectin a molecule with
excellent characteristics for A. aegypti control.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/16674 |
| Date | 29 May 2013 |
| Creators | SANTOS, Nataly Diniz de Lima |
| Contributors | PAIVA, Patrícia Maria Guedes |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Bioquimica e Fisiologia, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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