Larvicidal effect of Hyptis suaveolens (L.) Poit: essential oil nanoemulsion on Culex quinquefasciatus (Diptera: Culicidae)

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Resumo

Mosquitoes can be vectors of pathogens and transmit diseases to both animals and humans. Species of the genus Culex are part of the cycle of neglected diseases, especially Culex quinquefasciatus, which is an anthropophilic vector of lymphatic filariasis. Natural products can be an alternative to synthetic insecticides for vector control; however, the main issue is the poor water availability of some compounds from plant origin. In this context, nanoemulsions are kinetic stable delivery systems of great interest for lipophilic substances. The objective of this study was to investigate the larvicidal activity of the Hyptis suaveolens essential oil nanoemulsion on Cx. quinquefasciatus. The essential oil showed a predominance of monoterpenes with retention time (RT) lower than 15 min. The average size diameter of the emulsions (sorbitan monooleate/polysorbate 20) was ≤ 200 nm. The nanoemulsion showed high larvicidal activity in concentrations of 250 and 125 ppm. CL50 values were 102.41 (77.5253–149.14) ppm and 70.8105 (44.5282–109.811) ppm after 24 and 48 h, respectively. The mortality rate in the surfactant control was lower than 9%. Scanning micrograph images showed changes in the larvae’s integument. This study achieved an active nanoemulsion on Cx. quinquefasciatus through a low-energy-input technique and without using potentially toxic organic solvents. Therefore, it expands the scope of possible applications of H. suaveolens essential oil in the production of high-added-value nanosystems for tropical disease vector control.

Abstract

Os mosquitos podem ser vetores de patógenos e transmitir doenças tanto para animais quanto para humanos. Espécies do gênero Culex fazem parte do ciclo de doenças negligenciadas, especialmente Culex quinquefasciatus, que é um vetor antropofílico da filariose linfática. Produtos naturais podem ser uma alternativa aos inseticidas sintéticos para controle de vetores; no entanto, o principal problema é a baixa disponibilidade hídrica de alguns compostos de origem vegetal. Nesse contexto, as nanoemulsões são sistemas de liberação cinética estável de grande interesse para substâncias lipofílicas. O objetivo deste estudo foi investigar a atividade larvicida da nanoemulsão do óleo essencial de Hyptis suaveolens sobre Cx. quinquefasciatus. O óleo essencial apresentou predominância de monoterpenos com tempo de retenção (RT) menor que 15 min. O diâmetro médio das emulsões (monooleato de sorbitano/polissorbato 20) foi ≤ 200 nm. A nanoemulsão apresentou alta atividade larvicida em concentrações de 250 e 125 ppm. Os valores de CL50 foram 102,41 (77,5253–149,14) ppm e 70,8105 (44,5282–109,811) ppm após 24 e 48 h, respectivamente. A taxa de mortalidade no controle do surfactante foi menor que 9%. As imagens de micrografia de varredura mostraram alterações no tegumento das larvas. Este estudo obteve uma nanoemulsão ativa em Cx. quinquefasciatus por meio de uma técnica de baixa entrada de energia e sem o uso de solventes orgânicos potencialmente tóxicos. Portanto, ele expande o escopo de possíveis aplicações do óleo essencial de H. suaveolens na produção de nanosistemas de alto valor agregado para controle de vetores de doenças tropicais.

Assunto

Culicidae, Sistemas de liberação de fármacos por nanopartículas, Emulsões, Óleos voláteis

Palavras-chave

Culicidae, Flariasis, Hydrodistillation, Miniemulsion, Nanostructured system

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