Evaluación de la actividad toxicológica de la resina del algarrobo (Hymenaea courbaril L.) y del aceite de naranja (Citrus sinensis L.) sobre Drosophila melanogaster

Abstract

Los pesticidas químicos de síntesis tomaron un papel fundamental en la vida cotidiana del ser humano; sin embargo, el uso masivo de este tipo de compuestos ha contribuido al aumento de la contaminación de los cuerpos de agua, suelo y aire, al debilitamiento de los sistemas de protección natural por el impacto negativo sobre los organismos benéficos a los ecosistemas, la aparición de resistencia en distintas plagas y también alteraciones en la salud humana. Por lo anterior, ha surgido la necesidad de explorar opciones para tratar de mitigar esos efectos. Es así que aparecen los bioinsecticidas, los cuales generalmente poseen un bajo riesgo para la salud humana, se degradan fácilmente, no afectan la fauna benéfica y algunos se fabrican utilizando especies vegetales aprovechando que la actividad insecticida puede depender de uno o varios metabolitos. En este sentido con el desarrollo de esta tesis doctoral se pretendió buscar alternativas promisorias a los insecticidas de síntesis, por lo que inicialmente se extrajo aceite esencial de la cascara de naranja (Citrus sinensis L.) y se sometió a modificaciones en su composición química utilizando pulsos eléctricos, con el objetivo de evaluar la relación entre la composición de los aceites y su acción larvicida. Para comprobar que las muestras utilizadas diferían en su composición se realizó un análisis mediante cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas, encontrándose la presencia de metabolitos tipo terpenoides y sesquiterpenoides. El uso de pulsos eléctricos en las muestras modificó su composición química, de manera que el porcentaje de limoneno pasó del 72% en la muestra que no fue sometida a tratamiento eléctrico (blanco) a porcentajes menores en las otras muestras estudiadas, incluso en la muestra número tres el porcentaje de limoneno fue <50%. Sólo tres compuestos (limoneno, linalol y cariofileno) fueron comunes en todas las muestras. Posteriormente, se evaluó la acción larvicida sobre las larvas de Drosophila melanogaster. Se probaron seis concentraciones de cada muestra de aceite (0, 100, 500, 1000, 5000 y 10000 ppm). Se encontró que no había una relación lineal entre la concentración y la letalidad. Además, en la muestra sin tratamiento eléctrico la mayoría de las concentraciones probadas tenían una letalidad superior al 50%, mientras que en la muestra siete los resultados de la letalidad eran inferiores al 30%, por lo que las pruebas biológicas demostraron que en las muestras en las que la concentración de limoneno era menor, la letalidad en las larvas disminuía; por lo tanto la metodología utilizada en la modificación de los aceites no mejoró la letalidad del aceite esencial de naranja extraído convencionalmente. Conociendo los resultados anteriores se decidió realizar ensayos in vivo de toxicidad sobre larvas de tercer estadio de Drosophila melanogaster, pero utilizando esta vez extractos de la resina de algarrobo (Hymenaea courbaril L.). Esta planta ha demostrado ser una especie rica en metabolitos con destacada actividad biológica, de tal manera que algunos de sus extractos han sido probados como insecticidas, por lo que el objetivo en esta parte del estudio fue conocer la composición fitoquímica de la resina de y realizar evaluaciones de sus efectos tóxicos, genotóxicos y reprotóxicos en el modelo biológico seleccionado. Para ello, se prepararon dos extractos de la resina y se les realizó un análisis fitoquímico, habiéndose encontrado en el extracto etanólico total la presencia de terpenos, flavonoides y cumarinas, mientras que en el extracto etanólico parcial sólo se encontró presencia de terpenos y flavonoides. Las larvas de Drosophila fueron sometidas a diferentes concentraciones subletales de los extractos y se evaluó tanto la sobrevivencia como la proporción sexual, encontrando que las larvas son más sensibles al extracto etanólico parcial. Cabe señalar que aparte de las propiedades benéficas reportadas para ciertos metabolitos, algunos pueden resultar nocivos. Por lo que al aplicar la prueba de mutación somática y recombinación mitótica (SMART-ojos), puede contribuir al desarrollo de bioinsecticidas más seguros. La metodología SMART-ojo se utilizó particularmente para evaluar la capacidad genotóxica del extracto total y del extracto parcial de la resina de Hymenaea courbaril L. sobre Drosophila melanogaster. Larvas de tercer estadio, heterocigotas w/w+, fueron alimentadas subcrónicamente con medio de cultivo enriquecido con concentraciones de ambos extractos, por separado. Las afectaciones más significativas a nivel genotóxico se encontraron cuando las larvas fueron infestadas con el extracto parcial, indicando que posiblemente la ausencia de cumarinas hace a este insecto más susceptible a daños a nivel de material genético. Por lo que la prueba SMART-ojo es una herramienta útil en el desarrollo de bioinsecticidas y que el modelo Drosophila detecta cambios en la composición de mezclas complejas. Adicionalmente se realizaron ensayos de reprotoxicidad y de efectos transgeneracionales encontrándose que el extracto parcial causa mayor incidencia a nivel toxicológico, aunque no hay diferencia estadísticamente significativa en las progenies de las diferentes generaciones, si se marca una tendencia a recuperarse menor progenie en la tercera generación.