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dc.contributor.authorSouza, Larissa Marila de
dc.date.accessioned2019-10-18T12:50:02Z
dc.date.available2019-10-18T12:50:02Z
dc.date.issued2019-07-23
dc.identifier.citationSOUZA, Larissa Marila de. Viabilidade da implementação em campo da atividade fotodinâmica da curcumina para o controle de larvas do Aedes aegypti. 2019. Tese (Doutorado em Biotecnologia) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11948.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11948
dc.description.abstractThe use of insecticides is indispensable for the control of vectors. Since the 1960s, organophosphates are applied against populations of Aedes aegypti. With the indiscriminate use of these substances during a long period of time, there was a strong pressure selection, favoring the appearance of resistant populations. In an attempt to circumvent this problem, vector control programs have opted for the rotation of compounds with different mechanisms of action. Since few products are available for Aedes aegypti control, the search for new molecules and methods is pivotal. Taking this into account, the use of substances with photodynamic activity is strongly encouraged, due to its multi-target mechanism of action. These molecules act through photodynamic action, generating highly reactive oxygen species (ROS) in the presence of light and molecular oxygen. In this study, we evaluated the photodynamic activity of curcumin, a polyphenolic compound, found in turmeric Curcuma longa L. against Rockefeller strains (simulated field trials) and field populations of Aedes aegypti. The photolarvicidal action of curcumin was investigated in the presence of two sugars: sucrose and D-mannitol. The characterization of the molecular alterations involved in the activity of these compounds on Aedes aegypti was performed by Raman spectroscopy. In addition, the acute toxicity of curcumin in sugars was verified using the microcrustacean Daphnia magna and the fish Danio rerio, as well as the generation of ROS in these organisms. The biological effects of curcumin on Aedes aegypti were characterized by oxidative stress biomarkers (reduced glutathione (GSH) and catalase (CAT). This study also aimed to analyze and characterize the morphological changes caused by curcumin in the larval digestive tract by histological analysis. Additionally, microbiological water quality studies of curcumin-treated reservoirs with sucrose and D-mannitol were conducted to evaluate the impact of these formulations on the micro-environment. The results of this study showed the high photo-larvicidal potential of curcumin on Rockefeller strains in a simulated field. The LC50-24h values ranged from 0.01 to 0.11 mg.L-1, which are lower than other natural plant extracts. The analysis of the molecular mechanisms via Raman spectroscopy showed that curcumin in D-mannitol is highly permeable to the peritrophic membrane of the insect, causing irreversible damage to the simple columnar epithelium of the digestive tube. Both formulations of curcumin did not presented toxicity in D. magna and D. rerio up to 100 mg.L-1. ROS were generated in D. magna exposed to 50 mg.L-1 of curcumin in D-mannitol, and may be a consequence of detoxification processes or even the mechanism of action of these molecules. Regarding the biochemical response in Aedes aegypti, curcumin in D-mannitol did not alter CAT activity at any of the concentrations tested. On the other hand, GSH overproduction occurred at the lowest concentration (0.45 mg.L-1), indicating detoxification efforts due to possible ROS generation. In the histological analysis of the larvae submitted to curcumin in D-mannitol, we observed a great cellular disorganization in all the regions of the alimentary canal, that completely lost its characteristic of columnar epithelium. The curcumin in sucrose also caused serious damage to the midgut, however these changes were more punctual. Finally, studies on Rockefeller strains and field populations validated the efficacy of curcumin as a photo-larvicide against Aedes aegypti, evincing its high potential as an environmentally safe, economically feasible and rational alternative for the control of vector larvae.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/por
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectAedes aegyptipor
dc.subjectCurcuminapor
dc.subjectInativação fotodinâmicapor
dc.subjectAtividade larvicidapor
dc.subjectControle de vetorespor
dc.subjectAedes aegyptieng
dc.subjectCurcumineng
dc.subjectPhotodynamic inactivationeng
dc.subjectLarvicidal activityeng
dc.subjectVector controleng
dc.titleViabilidade da implementação em campo da atividade fotodinâmica da curcumina para o controle de larvas do Aedes aegyptipor
dc.title.alternativeViability of implementation in the field of curcumin photodynamic activity to eliminate Aedes aegypti larvaeeng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Bagnato, Vanderlei Salvador
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4947860249518663por
dc.description.resumoAinda hoje, o uso de produtos inseticidas é indispensável para o controle de vetores. Desde a década de 60, compostos químicos são aplicados contra populações do Aedes aegypti. Com o uso indiscriminado dessas substâncias durante um longo período, ocorreu uma forte pressão de seleção, favorecendo o aparecimento de populações resistentes. Na tentativa de contornar este problema, os programas de controle de vetores têm optado pela utilização do rodízio de compostos com diferentes mecanismos de ação. Uma vez que poucos produtos estão disponíveis para o controle do Aedes aegypti, a busca por novas moléculas e métodos é indispensável. Com isto, o uso de substâncias com atividade fotodinâmica é fortemente encorajado, devido ao seu mecanismo de ação multialvos. Estas substâncias atuam via ação fotodinâmica, gerando espécies altamente reativas de oxigênio (EROs) na presença de luz e oxigênio molecular. Neste estudo, foi avaliada a atividade fotodinâmica da curcumina, um composto polifenólico, encontrado no turmérico de Curcuma longa L., sobre linhagem Rockefeller (ensaios de campo simulado) e populações de campo de Aedes aegypti. A ação foto-larvicida da curcumina foi investigada na presença de dois açúcares: sacarose e o D-manitol, com o objetivo de melhorar as características de solubilidade e palatabilidade da substância. A caracterização das alterações moleculares envolvidas na atividade desses compostos sobre larvas de Ae. aegypti foi realizada via espectroscopia Raman. Além disso, foi verificada a toxicidade aguda da curcumina em açúcares no peixe Danio rerio e no microcrustáceo Daphnia magna, bem como a geração de EROs nestes organismos. Também foram caracterizados os efeitos biológicos da curcumina em Ae. aegypti, através de biomarcadores de estresse oxidativo (glutationa reduzida (GSH) e catalase (CAT)). Este estudo também teve como objetivo analisar e caracterizar as alterações morfológicas provocadas pela curcumina no tubo digestório das larvas, através de análises histológicas. Adicionalmente, estudos da qualidade microbiológica da água dos reservatórios tratados com curcumina em sacarose e D-manitol foram conduzidos a fim de avaliar o impacto dessas formulações no micro-ambiente. Os resultados deste estudo mostraram o alto potencial foto-larvicida da curcumina sobre cepas Rockefeller de Aedes aegypti, em campo simulado. Os valores obtidos de LC50-24h variaram entre 0,01 e 0,11 mg.L-1, sendo muitas vezes menores que outros extratos naturais a base de plantas. A análise dos mecanismos moleculares via espectroscopia Raman mostrou que a curcumina em D-manitol é altamente permeável à membrana peritrófica do inseto, provocando danos irreversíveis ao epitélio colunar simples do tubo digestório. Ambas formulações de curcumina (em sacarose e em D-manitol) não apresentaram toxicidade em D. magna e D. rerio em até 100 mg.L-1. EROs foram geradas em D. magna expostas a 50 mg.L-1 de curcumina em D-manitol, podendo ser uma consequência dos processos de desintoxicação ou até mesmo do mecanismo de ação dessas moléculas. Quanto à resposta bioquímica em Ae. aegypti, a curcumina em D-manitol não alterou a atividade da CAT em nenhuma das concentrações testadas. Por outro lado, ocorreu a superprodução de GSH na concentração mais baixa (0,45 mg.L-1), indicando esforços da desintoxicação por provável formação de EROs. Nas análises histológicas das larvas submetidas à curcumina em D-manitol, observamos uma grande desorganização celular em todas as regiões do canal alimentar, que perdeu completamente sua característica de epitélio colunar. A curcumina em sacarose também provocou sérios danos ao intestino, no entanto essas alterações foram mais pontuais. Por fim, os estudos em cepas Rockefeller e populações de campo validaram a eficácia da curcumina como um foto-larvicida sobre o Ae. aegypti, evidenciando o seu alto potencial como uma alternativa ambientalmente segura, economicamente viável e racional para o controle de larvas de vetores.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Biotecnologia - PPGBiotecpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICASpor
dc.description.sponsorshipIdCAPES: 1538187por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/4920199290813124por


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