Trong một dự án trước đây thử nghiệm các nhà máy chế biến thực phẩm địa phương ở Thái Lan để diệt muỗi, tinh dầu (EOs) của cây bách xù (Cyperus rotundus), riềng và quế được phát hiện có hoạt tính diệt muỗi tốt đối với loài Aedes aegypti. Trong nỗ lực giảm thiểu việc sử dụng các phương pháp truyền thống,thuốc trừ sâuĐể cải thiện việc kiểm soát quần thể muỗi kháng thuốc, nghiên cứu này nhằm mục đích xác định khả năng hiệp đồng giữa tác dụng diệt muỗi trưởng thành của ethylene oxide và độc tính của permethrin đối với muỗi Aedes aegypti, bao gồm cả các chủng kháng và nhạy cảm với pyrethroid.
Mục đích của nghiên cứu này là đánh giá thành phần hóa học và hoạt tính diệt côn trùng của tinh dầu chiết xuất từ thân rễ của C. rotundus và A. galanga và vỏ cây C. verum đối với chủng nhạy cảm Muang Chiang Mai (MCM-S) và chủng kháng thuốc Pang Mai Dang (PMD-R). (Nghiên cứu cũng sử dụng muỗi Aedes aegypti trưởng thành. Một thử nghiệm sinh học với hỗn hợp tinh dầu-permethrin cũng được thực hiện trên muỗi Aedes aegypti trưởng thành để hiểu rõ hoạt tính hiệp đồng của nó.)
Phân tích thành phần hóa học bằng phương pháp GC-MS cho thấy 48 hợp chất đã được xác định từ tinh dầu của C. rotundus, A. galanga và C. verum, chiếm lần lượt 80,22%, 86,75% và 97,24% tổng thành phần. Cyperene (14,04%), β-bisabolene (18,27%) và cinnamaldehyde (64,66%) là các thành phần chính của tinh dầu cyperus, tinh dầu riềng và tinh dầu balsamic, tương ứng. Trong các thử nghiệm diệt muỗi trưởng thành, EV của C. rotundus, A. galanga và C. verum có hiệu quả trong việc tiêu diệt muỗi Ae. Giá trị LD50 của MCM-S và PMD-R đối với muỗi Aedes aegypti lần lượt là 10,05 và 9,57 μg/mg muỗi cái, 7,97 và 7,94 μg/mg muỗi cái, và 3,30 và 3,22 μg/mg muỗi cái. Hiệu quả tiêu diệt muỗi trưởng thành Aedes aegypti của MCM-S và PMD-R trong các loại tinh dầu này gần bằng piperonyl butoxide (giá trị LD50 của PBO lần lượt là 6,30 và 4,79 μg/mg muỗi cái), nhưng không rõ rệt bằng permethrin (giá trị LD50 lần lượt là 0,44 và 3,70 ng/mg muỗi cái). Tuy nhiên, các thử nghiệm sinh học kết hợp cho thấy sự hiệp đồng giữa tinh dầu và permethrin. Sự hiệp đồng đáng kể với permethrin chống lại hai chủng muỗi Aedes aegypti đã được ghi nhận trong thử nghiệm trên C. rotundus và A. galanga. Việc bổ sung tinh dầu C. rotundus và A. galanga đã làm giảm đáng kể giá trị LD50 của permethrin trên MCM-S từ 0,44 xuống 0,07 ng/mg và 0,11 ng/mg ở con cái, tương ứng, với giá trị tỷ lệ hiệp đồng (SR) lần lượt là 6,28 và 4,00. Ngoài ra, tinh dầu C. rotundus và A. galanga cũng làm giảm đáng kể giá trị LD50 của permethrin trên PMD-R từ 3,70 xuống 0,42 ng/mg và 0,003 ng/mg ở con cái, tương ứng, với giá trị SR lần lượt là 8,81 và 1233,33.
Hiệu ứng hiệp đồng của sự kết hợp EO-permethrin nhằm tăng cường độc tính đối với muỗi trưởng thành thuộc hai chủng Aedes. Muỗi Aedes aegypti cho thấy vai trò đầy hứa hẹn của ethylene oxide như một chất hiệp đồng trong việc tăng cường hiệu quả chống muỗi, đặc biệt là khi các hợp chất truyền thống không hiệu quả hoặc không phù hợp.
Muỗi Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) là vật trung gian truyền bệnh chính của sốt xuất huyết và các bệnh truyền nhiễm do virus khác như sốt vàng da, chikungunya và virus Zika, gây ra mối đe dọa lớn và dai dẳng đối với con người [1, 2]. Virus gây sốt xuất huyết là loại sốt xuất huyết gây bệnh nghiêm trọng nhất ảnh hưởng đến con người, với ước tính có 5–100 triệu trường hợp mắc bệnh hàng năm và hơn 2,5 tỷ người trên toàn thế giới có nguy cơ mắc bệnh [3]. Sự bùng phát của căn bệnh truyền nhiễm này gây ra gánh nặng rất lớn cho dân số, hệ thống y tế và nền kinh tế của hầu hết các quốc gia nhiệt đới [1]. Theo Bộ Y tế Thái Lan, năm 2015, cả nước ghi nhận 142.925 trường hợp mắc sốt xuất huyết và 141 trường hợp tử vong, gấp hơn ba lần số ca mắc và tử vong năm 2014 [4]. Mặc dù có bằng chứng lịch sử, sốt xuất huyết vẫn chưa được xóa sổ hoặc giảm đáng kể nhờ muỗi Aedes. Sau khi kiểm soát muỗi Aedes aegypti [5], tỷ lệ nhiễm bệnh tăng lên đáng kể và bệnh lan rộng khắp thế giới, một phần do nhiều thập kỷ ấm lên toàn cầu. Việc loại bỏ và kiểm soát muỗi Ae. Aedes aegypti tương đối khó khăn vì đây là loài muỗi truyền bệnh sống trong nhà, giao phối, hút máu, nghỉ ngơi và đẻ trứng trong và xung quanh nơi ở của con người vào ban ngày. Ngoài ra, loài muỗi này có khả năng thích nghi với những thay đổi hoặc xáo trộn môi trường do các sự kiện tự nhiên (như hạn hán) hoặc các biện pháp kiểm soát của con người gây ra, và có thể quay trở lại số lượng ban đầu [6, 7]. Vì vắc-xin phòng sốt xuất huyết chỉ mới được phê duyệt gần đây và không có phương pháp điều trị đặc hiệu cho bệnh sốt xuất huyết, việc ngăn ngừa và giảm nguy cơ lây truyền sốt xuất huyết hoàn toàn phụ thuộc vào việc kiểm soát các vật trung gian truyền bệnh là muỗi và loại bỏ sự tiếp xúc của con người với vật trung gian truyền bệnh.
Đặc biệt, việc sử dụng hóa chất để kiểm soát muỗi hiện đóng vai trò quan trọng trong sức khỏe cộng đồng như một thành phần quan trọng của quản lý vectơ tích hợp toàn diện. Các phương pháp hóa học phổ biến nhất bao gồm việc sử dụng thuốc trừ sâu có độc tính thấp tác động lên ấu trùng muỗi (thuốc diệt ấu trùng) và muỗi trưởng thành (thuốc diệt ấu trùng). Kiểm soát ấu trùng thông qua giảm nguồn sinh sản và sử dụng thường xuyên thuốc diệt ấu trùng hóa học như organophosphate và chất điều hòa sinh trưởng côn trùng được coi là quan trọng. Tuy nhiên, tác động bất lợi đến môi trường liên quan đến thuốc trừ sâu tổng hợp và việc bảo trì phức tạp và tốn nhiều công sức vẫn là mối quan ngại lớn [8, 9]. Kiểm soát vectơ chủ động truyền thống, chẳng hạn như kiểm soát muỗi trưởng thành, vẫn là phương tiện kiểm soát hiệu quả nhất trong các đợt bùng phát virus vì nó có thể tiêu diệt vectơ bệnh truyền nhiễm nhanh chóng và trên quy mô lớn, cũng như giảm tuổi thọ của quần thể vectơ địa phương [3, 10]. Bốn loại thuốc trừ sâu hóa học: organochlorine (chỉ được gọi là DDT), organophosphate, carbamate và pyrethroid tạo thành cơ sở của các chương trình kiểm soát vectơ, trong đó pyrethroid được coi là loại thành công nhất. Chúng có hiệu quả cao chống lại nhiều loài chân đốt và có độc tính thấp đối với động vật có vú. Hiện nay, pyrethroid tổng hợp chiếm phần lớn thuốc trừ sâu thương mại, chiếm khoảng 25% thị trường thuốc trừ sâu toàn cầu [11, 12]. Permethrin và deltamethrin là thuốc trừ sâu pyrethroid phổ rộng đã được sử dụng trên toàn thế giới trong nhiều thập kỷ để kiểm soát nhiều loại sâu hại có tầm quan trọng trong nông nghiệp và y tế [13, 14]. Vào những năm 1950, DDT được chọn làm hóa chất ưu tiên cho chương trình kiểm soát muỗi y tế công cộng quốc gia của Thái Lan. Sau khi DDT được sử dụng rộng rãi ở các khu vực lưu hành bệnh sốt rét, Thái Lan đã dần loại bỏ việc sử dụng DDT từ năm 1995 đến năm 2000 và thay thế bằng hai loại pyrethroid: permethrin và deltamethrin [15, 16]. Các loại thuốc trừ sâu pyrethroid này được đưa vào sử dụng vào đầu những năm 1990 để kiểm soát bệnh sốt rét và sốt xuất huyết, chủ yếu thông qua việc xử lý bằng màn chống muỗi và sử dụng sương mù nhiệt và thuốc phun có độc tính cực thấp [14, 17]. Tuy nhiên, chúng đã mất hiệu quả do muỗi kháng thuốc mạnh và thiếu sự tuân thủ của công chúng do lo ngại về sức khỏe cộng đồng và tác động môi trường của các hóa chất tổng hợp. Điều này đặt ra những thách thức đáng kể đối với sự thành công của các chương trình kiểm soát vectơ nguy hiểm [14, 18, 19]. Để chiến lược này hiệu quả hơn, cần có các biện pháp đối phó kịp thời và thích hợp. Các quy trình quản lý được khuyến nghị bao gồm thay thế các chất tự nhiên, luân phiên các hóa chất thuộc các loại khác nhau, bổ sung chất hiệp đồng và trộn các hóa chất hoặc ứng dụng đồng thời các hóa chất thuộc các loại khác nhau [14, 20, 21]. Do đó, cần thiết phải tìm và phát triển một giải pháp thay thế và chất hiệp đồng thân thiện với môi trường, tiện lợi và hiệu quả, và nghiên cứu này nhằm mục đích giải quyết nhu cầu đó.
Thuốc trừ sâu có nguồn gốc tự nhiên, đặc biệt là những loại dựa trên các thành phần thực vật, đã cho thấy tiềm năng trong việc đánh giá các giải pháp kiểm soát muỗi hiện tại và tương lai [22, 23, 24]. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng có thể kiểm soát các vectơ muỗi quan trọng bằng cách sử dụng các sản phẩm thực vật, đặc biệt là tinh dầu (EOs), làm chất diệt muỗi trưởng thành. Đặc tính diệt muỗi trưởng thành đối với một số loài muỗi quan trọng đã được tìm thấy trong nhiều loại dầu thực vật như cần tây, thì là, cà rốt, hồi, tiêu ống, cỏ xạ hương, Schinus terebinthifolia, Cymbopogon citratus, Cymbopogon schoenanthus, Cymbopogon giganteus, Chenopodium ambrosioides, Cochlospermum planchonii, Eucalyptus ter eticornis, Eucalyptus citriodora, Cananga odorata và Petroselinum Criscum [25, 26, 27, 28, 29, 30]. Ethylene oxide hiện nay không chỉ được sử dụng riêng lẻ mà còn kết hợp với các chất thực vật chiết xuất hoặc thuốc trừ sâu tổng hợp hiện có, tạo ra các mức độ độc tính khác nhau. Sự kết hợp của các loại thuốc trừ sâu truyền thống như organophosphate, carbamate và pyrethroid với ethylene oxide/chiết xuất thực vật hoạt động hiệp đồng hoặc đối kháng trong tác dụng độc hại của chúng và đã được chứng minh là có hiệu quả chống lại các vật trung gian truyền bệnh và sâu hại [31,32,33,34,35]. Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu về tác dụng độc hại hiệp đồng của sự kết hợp các chất phytochemical có hoặc không có hóa chất tổng hợp đã được thực hiện trên các vật trung gian truyền bệnh và sâu hại trong nông nghiệp hơn là trên muỗi có tầm quan trọng về mặt y học. Hơn nữa, hầu hết các công trình nghiên cứu về tác dụng hiệp đồng của sự kết hợp thuốc trừ sâu thực vật-tổng hợp chống lại muỗi truyền bệnh đều tập trung vào tác dụng diệt ấu trùng.
Trong một nghiên cứu trước đây do các tác giả thực hiện như một phần của dự án nghiên cứu đang diễn ra nhằm sàng lọc các chất diệt côn trùng từ các loại cây lương thực bản địa ở Thái Lan, oxit etylen từ Cyperus rotundus, riềng và quế được phát hiện có hoạt tính tiềm tàng chống lại muỗi Aedes trưởng thành ở Ai Cập [36]. Do đó, nghiên cứu này nhằm mục đích đánh giá hiệu quả của các loại tinh dầu được phân lập từ các loại cây thuốc này chống lại muỗi Aedes aegypti, bao gồm cả các chủng kháng và nhạy cảm với pyrethroid. Hiệu quả hiệp đồng của hỗn hợp hai thành phần oxit etylen và pyrethroid tổng hợp có hiệu quả tốt ở muỗi trưởng thành cũng đã được phân tích để giảm việc sử dụng thuốc trừ sâu truyền thống và tăng khả năng kháng thuốc của muỗi truyền bệnh, đặc biệt là đối với muỗi Aedes aegypti. Bài báo này báo cáo đặc điểm hóa học của các loại tinh dầu hiệu quả và tiềm năng của chúng trong việc tăng cường độc tính của permethrin tổng hợp chống lại muỗi Aedes aegypti ở các chủng nhạy cảm với pyrethroid (MCM-S) và các chủng kháng (PMD-R).
Rễ củ của C. rotundus và A. galanga và vỏ cây C. verum (Hình 1) được sử dụng để chiết xuất tinh dầu được mua từ các nhà cung cấp dược liệu tại tỉnh Chiang Mai, Thái Lan. Việc xác định khoa học các loại cây này được thực hiện thông qua tham vấn với ông James Franklin Maxwell, nhà thực vật học tại Phòng tiêu bản thực vật, Khoa Sinh học, Trường Khoa học, Đại học Chiang Mai (CMU), tỉnh Chiang Mai, Thái Lan, và nhà khoa học Wannari Charoensap; tại Khoa Dược, Trường Dược, Đại học Carnegie Mellon. Mẫu vật đối chứng của mỗi loại cây được lưu trữ tại Khoa Ký sinh trùng học, Trường Y khoa Đại học Carnegie Mellon để sử dụng trong tương lai.
Các mẫu thực vật được phơi khô riêng lẻ trong bóng râm từ 3-5 ngày ở không gian mở có thông gió tốt và nhiệt độ môi trường khoảng 30 ± 5 °C để loại bỏ độ ẩm trước khi chiết xuất tinh dầu tự nhiên (EOs). Tổng cộng 250 g mỗi loại nguyên liệu thực vật khô được nghiền cơ học thành bột thô và được sử dụng để tách tinh dầu (EOs) bằng phương pháp chưng cất hơi nước. Thiết bị chưng cất bao gồm một áo gia nhiệt điện, một bình đáy tròn 3000 mL, một cột chiết xuất, một bộ ngưng tụ và một thiết bị Cool ace (Eyela Cool Ace CA-1112 CE, Tokyo Rikakikai Co. Ltd., Tokyo, Nhật Bản). Thêm 1600 ml nước cất và 10-15 hạt thủy tinh vào bình và sau đó đun nóng đến khoảng 100°C bằng máy gia nhiệt điện trong ít nhất 3 giờ cho đến khi quá trình chưng cất hoàn tất và không còn tinh dầu nào được tạo ra nữa. Lớp tinh dầu được tách khỏi pha nước bằng phễu chiết, làm khô bằng natri sulfat khan (Na2SO4) và bảo quản trong chai thủy tinh màu nâu kín ở 4°C cho đến khi thành phần hóa học và hoạt tính của con trưởng thành được kiểm tra.
Thành phần hóa học của tinh dầu được phân tích đồng thời với thử nghiệm sinh học đối với chất có trong cơ thể người trưởng thành. Phân tích định tính được thực hiện bằng hệ thống GC-MS bao gồm máy sắc ký khí Hewlett-Packard (Wilmington, CA, USA) 7890A được trang bị đầu dò khối phổ tứ cực đơn (Agilent Technologies, Wilmington, CA, USA) và máy đo khối phổ MSD 5975C (EI) (Agilent Technologies).
Cột sắc ký – DB-5MS (30 m × đường kính trong 0,25 mm × độ dày màng 0,25 µm). Tổng thời gian chạy GC-MS là 20 phút. Điều kiện phân tích như sau: nhiệt độ đầu phun và đường truyền lần lượt là 250 và 280 °C; nhiệt độ lò được thiết lập tăng từ 50°C đến 250°C với tốc độ 10°C/phút, khí mang là heli; tốc độ dòng 1,0 ml/phút; thể tích tiêm là 0,2 µL (1/10% theo thể tích trong CH2Cl2, tỷ lệ chia mẫu 100:1); Hệ thống ion hóa điện tử với năng lượng ion hóa 70 eV được sử dụng để phát hiện GC-MS. Phạm vi thu nhận là 50–550 đơn vị khối lượng nguyên tử (amu) và tốc độ quét là 2,91 lần quét mỗi giây. Phần trăm tương đối của các thành phần được biểu thị bằng phần trăm được chuẩn hóa theo diện tích đỉnh. Việc xác định các thành phần EO dựa trên chỉ số lưu giữ (RI) của chúng. RI được tính toán bằng cách sử dụng phương trình của Van den Dool và Kratz [37] cho chuỗi n-alkan (C8-C40) và so sánh với các chỉ số lưu giữ từ tài liệu [38] và cơ sở dữ liệu thư viện (NIST 2008 và Wiley 8NO8). Danh tính của các hợp chất được hiển thị, chẳng hạn như cấu trúc và công thức phân tử, đã được xác nhận bằng cách so sánh với các mẫu xác thực có sẵn.
Các chất chuẩn phân tích cho permethrin tổng hợp và piperonyl butoxide (PBO, chất đối chứng dương trong các nghiên cứu hiệp đồng) được mua từ Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, Hoa Kỳ). Bộ dụng cụ xét nghiệm cho người lớn của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và liều chẩn đoán giấy tẩm permethrin (0,75%) được mua từ Trung tâm Kiểm soát Vật trung gian truyền bệnh của WHO tại Penang, Malaysia. Tất cả các hóa chất và thuốc thử khác được sử dụng đều thuộc loại phân tích và được mua từ các cơ sở địa phương tại tỉnh Chiang Mai, Thái Lan.
Muỗi được sử dụng làm sinh vật thử nghiệm trong thử nghiệm sinh học ở muỗi trưởng thành là muỗi Aedes aegypti trong phòng thí nghiệm, có khả năng giao phối tự do, bao gồm chủng Muang Chiang Mai nhạy cảm (MCM-S) và chủng Pang Mai Dang kháng thuốc (PMD-R). Chủng MCM-S được lấy từ các mẫu địa phương thu thập tại khu vực Muang Chiang Mai, tỉnh Chiang Mai, Thái Lan, và được duy trì trong phòng côn trùng học của Khoa Ký sinh trùng, Trường Y CMU, từ năm 1995 [39]. Chủng PMD-R, được phát hiện là kháng permethrin, được phân lập từ muỗi ngoài đồng ban đầu được thu thập từ Ban Pang Mai Dang, huyện Mae Tang, tỉnh Chiang Mai, Thái Lan, và được duy trì tại cùng viện này từ năm 1997 [40]. Các chủng PMD-R được nuôi cấy dưới áp lực chọn lọc để duy trì mức độ kháng thuốc bằng cách tiếp xúc gián đoạn với permethrin 0,75% bằng cách sử dụng bộ dụng cụ phát hiện của WHO với một số sửa đổi [41]. Mỗi chủng Ae. Muỗi Aedes aegypti được nuôi riêng lẻ trong phòng thí nghiệm không có mầm bệnh ở nhiệt độ 25 ± 2 °C và độ ẩm tương đối 80 ± 10% với chu kỳ chiếu sáng/tối 14:10 giờ. Khoảng 200 ấu trùng được giữ trong khay nhựa (dài 33 cm, rộng 28 cm và cao 9 cm) chứa đầy nước máy với mật độ 150–200 ấu trùng mỗi khay và được cho ăn hai lần mỗi ngày bằng bánh quy cho chó đã khử trùng. Muỗi trưởng thành được giữ trong lồng ẩm và được cho ăn liên tục bằng dung dịch sucrose 10% và dung dịch siro đa vitamin 10%. Muỗi cái thường xuyên hút máu để đẻ trứng. Muỗi cái từ hai đến năm ngày tuổi chưa hút máu có thể được sử dụng liên tục trong các thí nghiệm sinh học trên muỗi trưởng thành.
Thử nghiệm sinh học đáp ứng liều lượng-tử vong của EO đã được thực hiện trên muỗi cái trưởng thành Aedes aegypti, MCM-S và PMD-R bằng phương pháp bôi tại chỗ được sửa đổi theo giao thức tiêu chuẩn của WHO để thử nghiệm độ nhạy cảm [42]. EO từ mỗi loại cây được pha loãng nối tiếp với dung môi thích hợp (ví dụ: ethanol hoặc acetone) để thu được một loạt 4-6 nồng độ khác nhau. Sau khi gây mê bằng carbon dioxide (CO2), muỗi được cân riêng lẻ. Sau đó, những con muỗi đã được gây mê được giữ bất động trên giấy lọc khô trên một tấm lạnh tùy chỉnh dưới kính hiển vi soi nổi để ngăn ngừa sự hoạt động trở lại trong quá trình thực hiện. Đối với mỗi phương pháp điều trị, 0,1 μl dung dịch EO được bôi lên phần ngực trên của muỗi cái bằng máy phân phối vi lượng cầm tay Hamilton (700 Series Microliter™, Hamilton Company, Reno, NV, USA). Hai mươi lăm con muỗi cái được điều trị với mỗi nồng độ, với tỷ lệ tử vong dao động từ 10% đến 95% đối với ít nhất 4 nồng độ khác nhau. Muỗi được điều trị bằng dung môi được dùng làm đối chứng. Để ngăn ngừa sự nhiễm bẩn mẫu thử, hãy thay giấy lọc bằng giấy lọc mới cho mỗi loại tinh dầu (EO) được thử nghiệm. Liều lượng sử dụng trong các thử nghiệm sinh học này được biểu thị bằng microgam EO trên miligam trọng lượng cơ thể muỗi cái sống. Hoạt tính của PBO trưởng thành cũng được đánh giá theo cách tương tự như EO, với PBO được sử dụng làm đối chứng dương trong các thí nghiệm hiệp đồng. Muỗi được xử lý trong tất cả các nhóm được đặt trong cốc nhựa và cho uống dung dịch đường sucrose 10% cộng với siro đa vitamin 10%. Tất cả các thử nghiệm sinh học được thực hiện ở nhiệt độ 25 ± 2 °C và độ ẩm tương đối 80 ± 10% và được lặp lại bốn lần với nhóm đối chứng. Tỷ lệ tử vong trong thời gian nuôi 24 giờ được kiểm tra và xác nhận bằng việc muỗi không phản ứng với kích thích cơ học, sau đó được ghi lại dựa trên mức trung bình của bốn lần lặp lại. Các phương pháp điều trị thử nghiệm được lặp lại bốn lần cho mỗi mẫu thử nghiệm bằng cách sử dụng các lô muỗi khác nhau. Kết quả được tóm tắt và sử dụng để tính toán tỷ lệ tử vong phần trăm, được sử dụng để xác định liều gây chết trong 24 giờ bằng phân tích probit.
Hiệu quả diệt trừ hiệp đồng của EO và permethrin đã được đánh giá bằng quy trình thử nghiệm độc tính tại chỗ [42] như đã mô tả trước đây. Sử dụng acetone hoặc ethanol làm dung môi để pha chế permethrin ở nồng độ mong muốn, cũng như hỗn hợp nhị phân của EO và permethrin (EO-permethrin: permethrin trộn với EO ở nồng độ LD25). Bộ dụng cụ thử nghiệm (permethrin và EO-permethrin) đã được đánh giá chống lại các chủng MCM-S và PMD-R của muỗi Ae. Aedes aegypti. Mỗi con trong số 25 con muỗi cái được cho bốn liều permethrin để kiểm tra hiệu quả tiêu diệt muỗi trưởng thành, mỗi lần điều trị được lặp lại bốn lần. Để xác định các chất hiệp đồng EO tiềm năng, 4 đến 6 liều EO-permethrin đã được cho mỗi con trong số 25 con muỗi cái, mỗi lần ứng dụng được lặp lại bốn lần. Điều trị bằng PBO-permethrin (permethrin trộn với nồng độ LD25 của PBO) cũng được dùng làm đối chứng dương. Liều lượng sử dụng trong các thử nghiệm sinh học này được biểu thị bằng nanogram mẫu thử trên mỗi miligram trọng lượng cơ thể muỗi cái sống. Bốn lần đánh giá thực nghiệm cho mỗi chủng muỗi được tiến hành trên các lô nuôi riêng lẻ, và dữ liệu về tỷ lệ tử vong được tổng hợp và phân tích bằng phương pháp Probit để xác định liều gây chết trong 24 giờ.
Tỷ lệ tử vong được điều chỉnh bằng công thức Abbott [43]. Dữ liệu đã điều chỉnh được phân tích bằng phân tích hồi quy Probit sử dụng chương trình thống kê máy tính SPSS (phiên bản 19.0). Giá trị gây chết 25%, 50%, 90%, 95% và 99% (LD25, LD50, LD90, LD95 và LD99, tương ứng) được tính toán bằng cách sử dụng khoảng tin cậy 95% tương ứng (95% CI). Các phép đo ý nghĩa và sự khác biệt giữa các mẫu thử nghiệm được đánh giá bằng phép thử chi bình phương hoặc phép thử Mann-Whitney U trong mỗi thử nghiệm sinh học. Kết quả được coi là có ý nghĩa thống kê ở mức P < 0.05.< 0,05. Hệ số kháng (RR) được ước tính ở mức LD50 bằng công thức sau [12]:
RR > 1 biểu thị khả năng kháng thuốc, và RR ≤ 1 biểu thị khả năng nhạy cảm. Giá trị tỷ lệ hiệp đồng (SR) của mỗi ứng viên hiệp đồng được tính như sau [34, 35, 44]:
Yếu tố này chia kết quả thành ba loại: giá trị SR là 1±0,05 được coi là không có tác dụng rõ rệt, giá trị SR >1,05 được coi là có tác dụng hiệp đồng, và giá trị SR là... Một loại dầu lỏng màu vàng nhạt có thể thu được bằng phương pháp chưng cất hơi nước từ thân rễ của C. rotundus và A. galanga và vỏ cây C. verum. Hiệu suất tính theo trọng lượng khô lần lượt là 0,15%, 0,27% (w/w) và 0,54% (v/v) (Bảng 1). Nghiên cứu GC-MS về thành phần hóa học của dầu C. rotundus, A. galanga và C. verum cho thấy sự hiện diện của 19, 17 và 21 hợp chất, chiếm lần lượt 80,22%, 86,75% và 97,24% tổng số thành phần (Bảng 2). Các hợp chất trong dầu thân rễ C. lucidum chủ yếu bao gồm cyperonene (14,04%), tiếp theo là carralene (9,57%), α-capsellan (7,97%) và α-capsellan (7,53%). Thành phần hóa học chính của dầu thân rễ riềng là β-bisabolene (18,27%), tiếp theo là α-bergamotene (16,28%), 1,8-cineole (10,17%) và piperonol (10,09%). Trong khi đó, cinnamaldehyde (64,66%) được xác định là thành phần chính của dầu vỏ cây C. verum, cinnamic acetate (6,61%), α-copaene (5,83%) và 3-phenylpropionaldehyde (4,09%) được coi là các thành phần phụ. Cấu trúc hóa học của cyperne, β-bisabolene và cinnamaldehyde là các hợp chất chính của C. rotundus, A. galanga và C. verum, tương ứng, như thể hiện trong Hình 2.
Kết quả từ ba loại tinh dầu (EO) đánh giá hoạt tính của chúng đối với muỗi Aedes aegypti trưởng thành được thể hiện trong Bảng 3. Tất cả các loại EO đều cho thấy tác dụng gây chết đối với muỗi Aedes aegypti ở các loại và liều lượng khác nhau. Loại EO hiệu quả nhất là C. verum, tiếp theo là A. galanga và C. rotundus với giá trị LD50 lần lượt là 3,30, 7,97 và 10,05 μg/mg ở muỗi cái MCM-S, cao hơn một chút so với 3,22 (U = 1, Z = -0,775, P = 0,667), 7,94 (U = 2, Z = 0, P = 1) và 9,57 (U = 0, Z = -1,549, P = 0,333) μg/mg ở muỗi cái PMD-R. Điều này tương ứng với việc PBO có tác dụng mạnh hơn một chút đối với muỗi trưởng thành PMD-R so với chủng MSM-S, với giá trị LD50 lần lượt là 4,79 và 6,30 μg/mg ở muỗi cái (U = 0, Z = -2,021, P = 0,057). Có thể tính toán được rằng giá trị LD50 của C. verum, A. galanga, C. rotundus và PBO đối với PMD-R thấp hơn khoảng 0,98, 0,99, 0,95 và 0,76 lần so với giá trị đối với MCM-S, tương ứng. Do đó, điều này cho thấy tính nhạy cảm với PBO và EO tương đối giống nhau giữa hai chủng muỗi Aedes. Mặc dù PMD-R nhạy cảm hơn MCM-S, nhưng độ nhạy cảm của Aedes aegypti không đáng kể. Ngược lại, hai chủng muỗi Aedes khác nhau rất nhiều về độ nhạy cảm với permethrin. aegypti (Bảng 4). PMD-R thể hiện khả năng kháng permethrin đáng kể (giá trị LD50 = 0,44 ng/mg ở phụ nữ) với giá trị LD50 cao hơn là 3,70 so với MCM-S (giá trị LD50 = 0,44 ng/mg ở phụ nữ) (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029). Mặc dù PMD-R ít nhạy cảm với permethrin hơn MCM-S, nhưng độ nhạy cảm của nó với PBO và các loại dầu C. verum, A. galanga và C. rotundus lại cao hơn một chút so với MCM-S.
Như đã quan sát trong thử nghiệm sinh học trên quần thể muỗi trưởng thành với sự kết hợp EO-permethrin, hỗn hợp nhị phân của permethrin và EO (LD25) cho thấy tác dụng hiệp đồng (giá trị SR > 1,05) hoặc không có tác dụng (giá trị SR = 1 ± 0,05). Tác động phức tạp của hỗn hợp EO-permethrin lên muỗi bạch tạng thí nghiệm. Các chủng Aedes aegypti MCM-S và PMD-R được thể hiện trong Bảng 4 và Hình 3. Việc bổ sung dầu C. verum được phát hiện làm giảm nhẹ LD50 của permethrin đối với MCM-S và tăng nhẹ LD50 đối với PMD-R xuống còn 0,44–0,42 ng/mg ở muỗi cái và từ 3,70 đến 3,85 ng/mg ở muỗi cái, tương ứng. Ngược lại, việc bổ sung tinh dầu C. rotundus và A. galanga đã làm giảm đáng kể LD50 của permethrin trên MCM-S từ 0,44 xuống 0,07 (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) và xuống 0,11 (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) ng/mg ở phụ nữ. Dựa trên giá trị LD50 của MCM-S, giá trị SR của hỗn hợp EO-permethrin sau khi bổ sung tinh dầu C. rotundus và A. galanga lần lượt là 6,28 và 4,00. Theo đó, LD50 của permethrin chống lại PMD-R giảm đáng kể từ 3,70 xuống 0,42 (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) và xuống 0,003 khi thêm dầu C. rotundus và A. galanga (U = 0, Z = -2,337, P = 0,029) ng/mg con cái. Giá trị SR của permethrin kết hợp với C. rotundus chống lại PMD-R là 8,81, trong khi giá trị SR của hỗn hợp galangal-permethrin là 1233,33. So với MCM-S, giá trị LD50 của chất đối chứng dương PBO giảm từ 0,44 xuống 0,26 ng/mg (con cái) và từ 3,70 ng/mg (con cái) xuống 0,65 ng/mg (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) và PMD-R (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029). Giá trị SR của hỗn hợp PBO-permethrin đối với các chủng MCM-S và PMD-R lần lượt là 1,69 và 5,69. Những kết quả này cho thấy dầu C. rotundus và A. galanga cùng với PBO làm tăng độc tính của permethrin ở mức độ lớn hơn so với dầu C. verum đối với các chủng MCM-S và PMD-R.
Hoạt tính gây chết trung bình (LD50) của tinh dầu (EO), dầu đậu nành (PBO), permethrin (PE) và sự kết hợp của chúng đối với các chủng muỗi Aedes nhạy cảm (MCM-S) và kháng (PMD-R) pyrethroid ở muỗi trưởng thành. Aedes aegypti
[45]. Thuốc trừ sâu pyrethroid tổng hợp được sử dụng trên toàn thế giới để kiểm soát hầu hết các loài động vật chân đốt có tầm quan trọng trong nông nghiệp và y tế. Tuy nhiên, do những hậu quả có hại của việc sử dụng thuốc trừ sâu tổng hợp, đặc biệt là về sự phát triển và khả năng kháng thuốc lan rộng của muỗi, cũng như tác động đến sức khỏe lâu dài và môi trường, hiện nay đang có nhu cầu cấp thiết phải giảm việc sử dụng thuốc trừ sâu tổng hợp truyền thống và phát triển các giải pháp thay thế [35, 46, 47]. Ngoài việc bảo vệ môi trường và sức khỏe con người, những ưu điểm của thuốc trừ sâu thực vật bao gồm tính chọn lọc cao, khả năng cung cấp toàn cầu và dễ sản xuất và sử dụng, khiến chúng trở nên hấp dẫn hơn trong việc kiểm soát muỗi [32, 48, 49]. Nghiên cứu này, ngoài việc làm sáng tỏ các đặc tính hóa học của tinh dầu hiệu quả thông qua phân tích GC-MS, còn đánh giá hiệu lực của tinh dầu muỗi trưởng thành và khả năng tăng cường độc tính của permethrin tổng hợp. aegypti ở các chủng nhạy cảm với pyrethroid (MCM-S) và các chủng kháng thuốc (PMD-R).
Phân tích GC-MS cho thấy cypern (14,04%), β-bisabolene (18,27%) và cinnamaldehyde (64,66%) là các thành phần chính của dầu C. rotundus, A. galanga và C. verum, tương ứng. Các hóa chất này đã chứng minh nhiều hoạt tính sinh học khác nhau. Ahn et al. [50] báo cáo rằng 6-acetoxycyperene, được phân lập từ thân rễ của C. rotundus, hoạt động như một hợp chất chống khối u và có thể gây ra apoptosis phụ thuộc caspase trong các tế bào ung thư buồng trứng. β-Bisabolene, được chiết xuất từ tinh dầu của cây mộc dược, thể hiện độc tính tế bào đặc hiệu đối với các tế bào khối u vú ở người và chuột cả trong ống nghiệm và trên cơ thể sống [51]. Cinnamaldehyde, thu được từ chiết xuất tự nhiên hoặc được tổng hợp trong phòng thí nghiệm, đã được báo cáo là có hoạt tính diệt côn trùng, kháng khuẩn, kháng nấm, chống viêm, điều hòa miễn dịch, chống ung thư và chống tạo mạch [52].
Kết quả của thử nghiệm sinh học hoạt động phụ thuộc liều lượng ở muỗi trưởng thành cho thấy tiềm năng tốt của các loại tinh dầu được thử nghiệm và cho thấy các chủng muỗi Aedes MCM-S và PMD-R có độ nhạy cảm tương tự đối với tinh dầu và permethrin. So sánh hiệu quả của tinh dầu và permethrin cho thấy permethrin có tác dụng diệt dị ứng mạnh hơn: giá trị LD50 lần lượt là 0,44 và 3,70 ng/mg ở muỗi cái đối với các chủng MCM-S và PMD-R. Những phát hiện này được hỗ trợ bởi nhiều nghiên cứu cho thấy thuốc trừ sâu tự nhiên, đặc biệt là các sản phẩm có nguồn gốc từ thực vật, nhìn chung kém hiệu quả hơn các chất tổng hợp [31, 34, 35, 53, 54]. Điều này có thể là do thuốc trừ sâu tự nhiên là sự kết hợp phức tạp của các thành phần hoạt tính hoặc không hoạt tính, trong khi thuốc trừ sâu tổng hợp là một hợp chất hoạt tính đơn lẻ được tinh chế. Tuy nhiên, sự đa dạng và phức tạp của các thành phần hoạt tính tự nhiên với các cơ chế hoạt động khác nhau có thể tăng cường hoạt tính sinh học hoặc cản trở sự phát triển khả năng kháng thuốc ở quần thể vật chủ [55, 56, 57]. Nhiều nhà nghiên cứu đã báo cáo về tiềm năng chống muỗi của C. verum, A. galanga và C. rotundus và các thành phần của chúng như β-bisabolene, cinnamaldehyde và 1,8-cineole [22, 36, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64]. Tuy nhiên, một đánh giá về tài liệu cho thấy chưa có báo cáo nào trước đây về tác dụng hiệp đồng của nó với permethrin hoặc các loại thuốc trừ sâu tổng hợp khác chống lại muỗi Aedes. Aedes aegypti.
Trong nghiên cứu này, sự khác biệt đáng kể về độ nhạy cảm với permethrin đã được quan sát giữa hai chủng muỗi Aedes. Muỗi Aedes aegypti. MCM-S nhạy cảm với permethrin, trong khi PMD-R ít nhạy cảm hơn nhiều, với tỷ lệ kháng thuốc là 8,41. So với độ nhạy cảm của MCM-S, PMD-R ít nhạy cảm với permethrin hơn nhưng nhạy cảm hơn với tinh dầu (EO), tạo cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo nhằm tăng hiệu quả của permethrin bằng cách kết hợp nó với EO. Thử nghiệm sinh học dựa trên sự kết hợp hiệp đồng để đánh giá tác động lên muỗi trưởng thành cho thấy hỗn hợp nhị phân của EO và permethrin làm giảm hoặc tăng tỷ lệ tử vong của muỗi Aedes aegypti trưởng thành. Việc bổ sung tinh dầu C. verum làm giảm nhẹ LD50 của permethrin đối với MCM-S nhưng làm tăng nhẹ LD50 đối với PMD-R với giá trị SR lần lượt là 1,05 và 0,96. Điều này cho thấy dầu C. verum không có tác dụng hiệp đồng hoặc đối kháng với permethrin khi thử nghiệm trên MCM-S và PMD-R. Ngược lại, dầu C. rotundus và A. galanga cho thấy tác dụng hiệp đồng đáng kể bằng cách làm giảm đáng kể giá trị LD50 của permethrin trên MCM-S hoặc PMD-R. Khi permethrin được kết hợp với tinh dầu của C. rotundus và A. galanga, giá trị SR của hỗn hợp tinh dầu-permethrin đối với MCM-S lần lượt là 6,28 và 4,00. Thêm vào đó, khi permethrin được đánh giá chống lại PMD-R khi kết hợp với C. rotundus (SR = 8,81) hoặc A. galanga (SR = 1233,33), giá trị SR tăng lên đáng kể. Điều đáng chú ý là cả C. rotundus và A. galanga đều làm tăng đáng kể độc tính của permethrin đối với muỗi Ae. aegypti kháng PMD-R. Tương tự, PBO được phát hiện làm tăng độc tính của permethrin với giá trị SR lần lượt là 1,69 và 5,69 đối với các chủng MCM-S và PMD-R. Vì C. rotundus và A. galanga có giá trị SR cao nhất, chúng được coi là những tác nhân hiệp đồng tốt nhất trong việc tăng cường độc tính của permethrin trên MCM-S và PMD-R.
Một số nghiên cứu trước đây đã báo cáo tác dụng hiệp đồng của sự kết hợp giữa thuốc trừ sâu tổng hợp và chiết xuất thực vật chống lại nhiều loài muỗi khác nhau. Một thử nghiệm sinh học diệt ấu trùng chống lại Anopheles Stephensi do Kalayanasundaram và Das [65] nghiên cứu cho thấy fenthion, một loại organophosphate phổ rộng, có liên quan đến Cleodendron inerme, Pedalium murax và Parthenium hysterophorus. Hiệu quả hiệp đồng đáng kể đã được quan sát thấy giữa các chiết xuất với hiệu quả hiệp đồng (SF) lần lượt là 1,31, 1,38, 1,40, 1,48, 1,61 và 2,23. Trong một sàng lọc diệt ấu trùng của 15 loài cây ngập mặn, chiết xuất ete dầu mỏ từ rễ cọc của cây ngập mặn được phát hiện là hiệu quả nhất chống lại Culex quinquefasciatus với giá trị LC50 là 25,7 mg/L [66]. Tác dụng hiệp đồng của chiết xuất này và thuốc trừ sâu thực vật pyrethrum cũng được báo cáo là làm giảm LC50 của pyrethrum đối với ấu trùng C. quinquefasciatus từ 0,132 mg/L xuống 0,107 mg/L, ngoài ra, phép tính SF là 1,23 đã được sử dụng trong nghiên cứu này. 34,35,44]. Hiệu quả kết hợp của chiết xuất rễ chanh Solanum và một số thuốc trừ sâu tổng hợp (ví dụ: fenthion, cypermethrin (một loại pyrethroid tổng hợp) và timethphos (một loại thuốc diệt ấu trùng organophosphorus)) đối với muỗi Anopheles đã được đánh giá. Stephensi [54] và C. quinquefasciatus [34]. Việc sử dụng kết hợp cypermethrin và chiết xuất ete dầu mỏ quả vàng cho thấy tác dụng hiệp đồng của cypermethrin ở tất cả các tỷ lệ. Tỷ lệ hiệu quả nhất là sự kết hợp nhị phân 1:1 với giá trị LC50 và SF lần lượt là 0,0054 ppm và 6,83, theo An. Stephen West[54]. Trong khi hỗn hợp nhị phân 1:1 của S. xanthocarpum và temephos có tác dụng đối kháng (SF = 0,6406), thì sự kết hợp S. xanthocarpum-fenthion (1:1) thể hiện hoạt động hiệp đồng chống lại C. quinquefasciatus với SF là 1,3125 [34]. Tong và Blomquist [35] đã nghiên cứu tác động của ethylene oxide thực vật lên độc tính của carbaryl (một loại carbamate phổ rộng) và permethrin đối với muỗi Aedes. Aedes aegypti. Kết quả cho thấy ethylene oxide từ agar, hạt tiêu đen, cây bách xù, hoa cúc bất tử, gỗ đàn hương và vừng làm tăng độc tính của carbaryl đối với muỗi Aedes. Giá trị SR của ấu trùng muỗi Aedes aegypti dao động từ 1,0 đến 7,0. Ngược lại, không có loại tinh dầu nào độc hại đối với muỗi Aedes trưởng thành. Ở giai đoạn này, chưa có tác dụng hiệp đồng nào được báo cáo đối với sự kết hợp giữa muỗi Aedes aegypti và tinh dầu carbaryl. PBO được sử dụng làm đối chứng dương để tăng cường độc tính của carbaryl đối với muỗi Aedes. Giá trị SR của ấu trùng và muỗi trưởng thành Aedes aegypti lần lượt là 4,9-9,5 và 2,3. Chỉ có hỗn hợp nhị phân của permethrin và tinh dầu hoặc PBO được thử nghiệm hoạt tính diệt ấu trùng. Hỗn hợp tinh dầu-permethrin có tác dụng đối kháng, trong khi hỗn hợp PBO-permethrin có tác dụng hiệp đồng đối với ấu trùng muỗi Aedes aegypti. Tuy nhiên, các thí nghiệm đáp ứng liều lượng và đánh giá SR đối với hỗn hợp PBO-permethrin vẫn chưa được thực hiện. Mặc dù chưa có nhiều kết quả đạt được về tác dụng hiệp đồng của các tổ hợp thực vật tổng hợp chống lại muỗi truyền bệnh, nhưng dữ liệu này hỗ trợ các kết quả hiện có, mở ra triển vọng bổ sung các chất hiệp đồng không chỉ để giảm liều lượng sử dụng mà còn để tăng hiệu quả tiêu diệt côn trùng. Thêm vào đó, kết quả của nghiên cứu này lần đầu tiên chứng minh rằng tinh dầu C. rotundus và A. galanga khi kết hợp với nhau có hiệu quả cao hơn đáng kể chống lại các chủng muỗi Aedes nhạy cảm và kháng pyrethroid so với PBO khi kết hợp với độc tính của permethrin đối với muỗi Aedes aegypti. Tuy nhiên, kết quả bất ngờ từ phân tích hiệp đồng cho thấy tinh dầu C. verum có hoạt tính chống muỗi trưởng thành mạnh nhất đối với cả hai chủng Aedes. Điều đáng ngạc nhiên là tác dụng độc hại của permethrin đối với Aedes aegypti lại không đạt yêu cầu. Sự khác biệt về tác dụng độc hại và tác dụng hiệp đồng có thể một phần là do tiếp xúc với các loại và nồng độ khác nhau của các thành phần hoạt tính sinh học trong các loại tinh dầu này.
Mặc dù đã có những nỗ lực để hiểu cách cải thiện hiệu quả, nhưng cơ chế hiệp đồng vẫn chưa rõ ràng. Các lý do có thể dẫn đến hiệu quả và tiềm năng hiệp đồng khác nhau bao gồm sự khác biệt về thành phần hóa học của các sản phẩm được thử nghiệm và sự khác biệt về khả năng mẫn cảm của muỗi liên quan đến tình trạng kháng thuốc và sự phát triển. Có sự khác biệt giữa các thành phần ethylene oxide chính và phụ được thử nghiệm trong nghiên cứu này, và một số hợp chất này đã được chứng minh là có tác dụng xua đuổi và độc hại đối với nhiều loại sâu bệnh và vật truyền bệnh [61,62,64,67,68]. Tuy nhiên, các hợp chất chính được đặc trưng trong dầu C. rotundus, A. galanga và C. verum, chẳng hạn như cypern, β-bisabolene và cinnamaldehyde, không được thử nghiệm trong bài báo này về hoạt tính chống muỗi trưởng thành và hoạt tính hiệp đồng của chúng đối với muỗi Aedes aegypti. Do đó, cần có các nghiên cứu trong tương lai để phân lập các thành phần hoạt tính có trong mỗi loại tinh dầu và làm rõ hiệu quả diệt côn trùng và tương tác hiệp đồng của chúng đối với loài muỗi truyền bệnh này. Nhìn chung, hoạt động diệt côn trùng phụ thuộc vào tác động và phản ứng giữa chất độc và mô côn trùng, có thể được đơn giản hóa và chia thành ba giai đoạn: thâm nhập vào da cơ thể côn trùng và màng cơ quan đích, kích hoạt (= tương tác với mục tiêu) và giải độc các chất độc hại [57, 69]. Do đó, sự hiệp đồng thuốc trừ sâu dẫn đến tăng hiệu quả của sự kết hợp chất độc hại đòi hỏi ít nhất một trong những loại này, chẳng hạn như tăng cường thâm nhập, kích hoạt mạnh hơn các hợp chất tích lũy hoặc giảm giải độc hoạt chất thuốc trừ sâu. Ví dụ, khả năng chịu đựng năng lượng làm chậm quá trình thâm nhập qua lớp biểu bì dày và khả năng kháng sinh hóa, chẳng hạn như quá trình chuyển hóa thuốc trừ sâu được tăng cường quan sát thấy ở một số chủng côn trùng kháng thuốc [70, 71]. Hiệu quả đáng kể của EO trong việc tăng độc tính của permethrin, đặc biệt là đối với PMD-R, có thể cho thấy một giải pháp cho vấn đề kháng thuốc trừ sâu bằng cách tương tác với các cơ chế kháng thuốc [57, 69, 70, 71]. Tong và Blomquist [35] đã ủng hộ kết quả của nghiên cứu này bằng cách chứng minh sự tương tác hiệp đồng giữa EO và thuốc trừ sâu tổng hợp. Đối với muỗi Aedes aegypti, có bằng chứng về hoạt động ức chế các enzyme giải độc, bao gồm cytochrome P450 monooxygenase và carboxylesterase, có liên quan chặt chẽ đến sự phát triển khả năng kháng thuốc trừ sâu truyền thống. PBO không chỉ được cho là chất ức chế chuyển hóa cytochrome P450 monooxygenase mà còn cải thiện khả năng thẩm thấu của thuốc trừ sâu, như đã được chứng minh bằng việc sử dụng nó như một chất đối chứng dương tính trong các nghiên cứu hiệp đồng [35, 72]. Điều thú vị là, 1,8-cineole, một trong những thành phần quan trọng được tìm thấy trong dầu riềng, được biết đến với tác dụng độc hại đối với các loài côn trùng [22, 63, 73] và đã được báo cáo là có tác dụng hiệp đồng trong một số lĩnh vực nghiên cứu hoạt động sinh học [74, 75, 76, 77]. Ngoài ra, 1,8-cineole kết hợp với nhiều loại thuốc khác nhau bao gồm curcumin [78], 5-fluorouracil [79], axit mefenamic [80] và zidovudine [81] cũng có tác dụng thúc đẩy sự thẩm thấu. trong ống nghiệm. Do đó, vai trò có thể có của 1,8-cineole trong tác dụng diệt côn trùng hiệp đồng không chỉ là một hoạt chất mà còn là một chất tăng cường khả năng thẩm thấu. Do tác dụng hiệp đồng mạnh hơn với permethrin, đặc biệt là chống lại PMD-R, các hiệu ứng hiệp đồng của tinh dầu riềng và tinh dầu trichosanthes được quan sát trong nghiên cứu này có thể là kết quả của sự tương tác với các cơ chế kháng thuốc, tức là tăng khả năng thấm qua clo. Pyrethroid làm tăng hoạt hóa các hợp chất tích lũy và ức chế các enzyme giải độc như cytochrome P450 monooxygenase và carboxylesterase. Tuy nhiên, những khía cạnh này cần được nghiên cứu thêm để làm rõ vai trò cụ thể của tinh dầu và các hợp chất được phân lập của nó (riêng lẻ hoặc kết hợp) trong các cơ chế hiệp đồng.
Năm 1977, mức độ kháng permethrin ngày càng tăng được báo cáo ở các quần thể muỗi truyền bệnh chính ở Thái Lan, và trong những thập kỷ tiếp theo, việc sử dụng permethrin phần lớn đã được thay thế bằng các hóa chất pyrethroid khác, đặc biệt là những hóa chất được thay thế bằng deltamethrin [82]. Tuy nhiên, tình trạng kháng deltamethrin và các loại thuốc trừ sâu khác ở muỗi truyền bệnh rất phổ biến trên khắp cả nước do sử dụng quá mức và kéo dài [14, 17, 83, 84, 85, 86]. Để giải quyết vấn đề này, người ta khuyến nghị nên luân phiên hoặc tái sử dụng các loại thuốc trừ sâu đã qua sử dụng trước đây có hiệu quả và ít độc hại hơn đối với động vật có vú, chẳng hạn như permethrin. Hiện nay, mặc dù việc sử dụng permethrin đã giảm trong các chương trình kiểm soát muỗi của chính phủ quốc gia gần đây, nhưng tình trạng kháng permethrin vẫn có thể được tìm thấy trong quần thể muỗi. Điều này có thể là do muỗi tiếp xúc với các sản phẩm diệt côn trùng gia dụng thương mại, chủ yếu bao gồm permethrin và các pyrethroid khác [14, 17]. Do đó, việc tái sử dụng permethrin thành công đòi hỏi phải phát triển và thực hiện các chiến lược để giảm tình trạng kháng thuốc ở muỗi truyền bệnh. Mặc dù không có loại tinh dầu nào được thử nghiệm riêng lẻ trong nghiên cứu này hiệu quả bằng permethrin, nhưng khi kết hợp với permethrin, chúng tạo ra hiệu ứng hiệp đồng ấn tượng. Đây là một dấu hiệu đầy hứa hẹn cho thấy sự tương tác của tinh dầu với các cơ chế kháng thuốc dẫn đến việc kết hợp permethrin với tinh dầu hiệu quả hơn so với thuốc trừ sâu hoặc tinh dầu riêng lẻ, đặc biệt là đối với muỗi Aedes aegypti kháng PMD. Lợi ích của hỗn hợp hiệp đồng trong việc tăng hiệu quả, mặc dù sử dụng liều lượng thấp hơn để kiểm soát vật trung gian truyền bệnh, có thể dẫn đến quản lý kháng thuốc tốt hơn và giảm chi phí [33, 87]. Từ những kết quả này, thật đáng mừng khi nhận thấy rằng tinh dầu A. galanga và C. rotundus hiệu quả hơn đáng kể so với PBO trong việc hiệp đồng độc tính của permethrin ở cả hai chủng MCM-S và PMD-R và là một lựa chọn thay thế tiềm năng cho các chất hỗ trợ tăng cường hiệu suất truyền thống.
Các loại tinh dầu được lựa chọn có tác dụng hiệp đồng đáng kể trong việc tăng cường độc tính đối với muỗi Ae. aegypti kháng thuốc PMD-R ở giai đoạn trưởng thành, đặc biệt là tinh dầu riềng, có giá trị SR lên đến 1233,33, cho thấy tinh dầu này có tiềm năng rộng lớn như một chất hiệp đồng trong việc tăng cường hiệu quả của permethrin. Điều này có thể thúc đẩy việc sử dụng một sản phẩm tự nhiên hoạt tính mới, cùng nhau có thể tăng cường việc sử dụng các sản phẩm diệt muỗi hiệu quả cao. Nó cũng cho thấy tiềm năng của ethylene oxide như một chất hiệp đồng thay thế để cải thiện hiệu quả các loại thuốc trừ sâu cũ hoặc truyền thống nhằm giải quyết các vấn đề kháng thuốc hiện có trong quần thể muỗi. Việc sử dụng các loại thực vật dễ kiếm trong các chương trình kiểm soát muỗi không chỉ làm giảm sự phụ thuộc vào các vật liệu nhập khẩu và đắt tiền mà còn thúc đẩy các nỗ lực địa phương nhằm tăng cường hệ thống y tế công cộng.
Những kết quả này cho thấy rõ ràng hiệu quả hiệp đồng đáng kể được tạo ra bởi sự kết hợp giữa ethylene oxide và permethrin. Kết quả nhấn mạnh tiềm năng của ethylene oxide như một chất hiệp đồng thực vật trong việc kiểm soát muỗi, làm tăng hiệu quả của permethrin chống lại muỗi, đặc biệt là đối với các quần thể kháng thuốc. Các nghiên cứu và phát triển trong tương lai sẽ cần đến phân tích sinh học hiệp đồng của dầu riềng và dầu alpinia cùng các hợp chất được phân lập từ chúng, sự kết hợp các loại thuốc trừ sâu có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp chống lại nhiều loài và giai đoạn phát triển của muỗi, và thử nghiệm độc tính đối với các sinh vật không phải mục tiêu. Ứng dụng thực tiễn của ethylene oxide như một chất hiệp đồng thay thế khả thi.
Tổ chức Y tế Thế giới. Chiến lược toàn cầu về phòng ngừa và kiểm soát sốt xuất huyết 2012–2020. Geneva: Tổ chức Y tế Thế giới, 2012.
Weaver SC, Costa F., Garcia-Blanco MA, Ko AI, Ribeiro GS, Saade G., và cộng sự. Virus zika: lịch sử, sự xuất hiện, sinh học và triển vọng kiểm soát. Nghiên cứu kháng virus. 2016;130:69–80.
Tổ chức Y tế Thế giới. Tờ thông tin về bệnh sốt xuất huyết. 2016. http://www.searo.who.int/entity/vector_borne_tropical_diseases/data/data_factsheet/en/. Ngày truy cập: 20 tháng 1 năm 2017
Bộ Y tế. Tình hình hiện tại của các ca sốt xuất huyết Dengue và sốt xuất huyết Dengue thể nặng tại Thái Lan. 2016. http://www.m-society.go.th/article_attach/13996/17856.pdf. Ngày truy cập: 6 tháng 1 năm 2017
Ooi EE, Goh CT, Gabler DJ. 35 năm phòng chống sốt xuất huyết và kiểm soát vật trung gian truyền bệnh ở Singapore. Bệnh truyền nhiễm đột ngột. 2006;12:887–93.
Morrison AC, Zielinski-Gutierrez E, Scott TW, Rosenberg R. Xác định những thách thức và đề xuất giải pháp để kiểm soát muỗi Aedes aegypti truyền virus. PLOS Medicine. 2008;5:362–6.
Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh. Sốt xuất huyết, côn trùng học và sinh thái học. 2016. http://www.cdc.gov/dengue/entomologyecology/. Ngày truy cập: 6 tháng 1 năm 2017
Ohimain EI, Angaye TKN, Bassey SE So sánh hoạt tính diệt ấu trùng của lá, vỏ cây, thân và rễ cây Jatropa curcas (Euphorbiaceae) đối với muỗi truyền bệnh sốt rét Anopheles gambiae. SZhBR. 2014;3:29-32.
Soleimani-Ahmadi M, Watandoust H, Zareh M. Đặc điểm môi trường sống của ấu trùng muỗi Anopheles trong các khu vực sốt rét thuộc chương trình xóa bỏ bệnh sốt rét ở đông nam Iran. Asia Pacific J Trop Biomed. 2014;4(Suppl 1):S73–80.
Bellini R, Zeller H, Van Bortel W. Tổng quan về các phương pháp kiểm soát vật trung gian truyền bệnh, phòng ngừa và kiểm soát dịch bệnh do virus West Nile gây ra, và những thách thức mà châu Âu đang phải đối mặt. Ký sinh trùng và vật trung gian truyền bệnh. 2014;7:323.
Muthusamy R., Shivakumar MS. Sự chọn lọc và cơ chế phân tử của khả năng kháng cypermethrin ở sâu bướm đỏ (Amsacta albistriga Walker). Sinh lý sinh hóa của sâu hại. 2014;117:54–61.
Ramkumar G., Shivakumar MS. Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm về khả năng kháng permethrin và kháng chéo của muỗi Culex quinquefasciatus với các loại thuốc trừ sâu khác. Trung tâm Nghiên cứu Palastor. 2015;114:2553–60.
Matsunaka S, Hutson DH, Murphy SD. Hóa học thuốc trừ sâu: Phúc lợi con người và môi trường, Tập 3: Cơ chế tác động, chuyển hóa và độc tính. New York: Pergamon Press, 1983.
Chareonviriyaphap T, Bangs MJ, Souvonkert V, Kongmi M, Korbel AV, Ngoen-Klan R. Tổng quan về tình trạng kháng thuốc trừ sâu và hành vi né tránh của các vật trung gian truyền bệnh ở người tại Thái Lan. Ký sinh trùng và vật trung gian truyền bệnh. 2013;6:280.
Chareonviriyaphap T, Aum-Aung B, Ratanatham S. Các mô hình hiện tại về khả năng kháng thuốc trừ sâu ở muỗi truyền bệnh tại Thái Lan. Tạp chí Y học Nhiệt đới và Sức khỏe Cộng đồng Đông Nam Á. 1999;30:184-94.
Chareonviriyaphap T, Bangs MJ, Ratanatham S. Tình trạng sốt rét ở Thái Lan. Tạp chí Y học Nhiệt đới và Sức khỏe Cộng đồng Đông Nam Á. 2000;31:225–37.
Plernsub S, Saingamsuk J, Yanola J, Lumjuan N, Thippavankosol P, Walton S, Somboon P. Tần suất xuất hiện đột biến kháng thuốc F1534C và V1016G ở muỗi Aedes aegypti tại Chiang Mai, Thái Lan, và tác động của đột biến đến hiệu quả phun sương nhiệt chứa pyrethroid. Aktatrop. 2016;162:125–32.
Vontas J, Kioulos E, Pavlidi N, Moru E, Della Torre A, Ranson H. Kháng thuốc trừ sâu ở các vectơ sốt xuất huyết chính Aedes albopictus và Aedes aegypti. Sinh lý sinh hóa của sâu bệnh. 2012;104:126–31.
Thời gian đăng bài: 08/07/2024