Formulación y análisis de estabilidad de un repelente tópico contra la picadura del mosquito Aedes aegypti
No Thumbnail Available
Date
2023-11-10
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
La actividad de los repelentes de origen sintético contrasta con los efectos adversos que generan (irritación de la piel, toxicidad del sistema nervioso y absorción cutánea). Por lo cual, se proponen los repelentes de origen natural como una alternativa a estos repelentes. Dentro de estos se encuentran los aceites esenciales y sus compuestos mayoritarios, que presentan actividad repelente y son menos tóxicos. No obstante, las diferentes investigaciones reportadas destacan que su eficacia como repelentes no es significativa en comparación a los sintéticos. Por lo cual, el objetivo del presente estudio fue desarrollar una nanoemulsión (NE) con una mezcla de metabolitos secundarios (acetato de geranilo y nerolidol) con acción repelente y con estabilidad a largo plazo, así como proponer un posible mecanismo de recepción-acción de un repelente de origen natural y uno sintético (DEET), e identificar mediante herramientas computacionales las interacciones químicas del acetato de geranilo, nerolidol y DEET con proteínas involucradas en la recepción olfativa de los repelentes.
Para la formulación de las distintas NEs se utilizó un rango de valores de equilibrio hidrofílico-lipofílico (HLB) de 11 a 15 para la mezcla de tensoactivos (Tween 80 + Span 80) empleando para la síntesis un procesador ultrasónico. Las NEs se caracterizaron por su tamaño de partícula, índice de polidispersidad (PdI) y potencial zeta. La caracterización de la mejor NE se realizó mediante Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y pH, además se evaluó su estabilidad a largo plazo, su perfil de liberación in vitro y su potencial irritante/corrosivo dérmico en ratones hembra BALB/c.
La NE compuesta por Tween 80 al 14,3%, Span 80 al 5,7%, acetato de geranilo al 5% y nerolidol al 5% presentó un tamaño de partícula de 58,99 ± 0,55 nm, PdI de 0,25 ± 0,01, pH de 3,59 ± 0,02 y potencial zeta de -22,88 ± 1,22 mV. En la caracterización de la NE por SEM, se observó que la morfología de las gotas de la NE es esférica con aglomeraciones, adicionalmente, la NE brindó estabilidad a la mezcla de metabolitos por un periodo de 5 meses. En cuanto a la cinética de liberación del acetato de geranilo y del nerolidol, esta se ajustó al modelo cinético de orden cero mostrando una liberación controlada. Al evaluar el efecto de la NE en piel de ratón, se evidenció irritación a la cuarta hora de su aplicación.
Por otra parte, para dilucidar un posible mecanismo de recepción/acción de una mezcla de metabolitos secundarios y el DEET, se utilizó como base de datos las proteínas que presentaron expresión diferencial después de la exposición de hembras adultas de Ae. aegypti a repelentes como la mezcla 1 (acetato de geranilo, α-bisabolol, nerolidol) y DEET de una investigación previa del grupo de investigación. Se realizaron diagramas de interacción proteína-proteína identificando a la frequenina como proteína que posiblemente conecta rutas metabólicas diferentes en el proceso de recepción de odorantes, por lo tanto, se investigó su efecto en la transmisión sináptica para identificar así más proteínas que podrían participar en la recepción de estos, y mediante herramientas computacionales como docking molecular se determinó las interacciones de estas proteínas con las moléculas repelentes. Se encontró que la exposición del mosquito Ae. aegypti al DEET altera la expresión de proteínas que intervienen en la producción de energía, síntesis de neurotransmisores, mensajeros secundarios y proteínas, mientras que la mezcla 1 afecta la expresión de proteínas relacionadas con el transporte axonal, anclaje de vesículas sinápticas, producción de energía y síntesis de proteínas. En conjunto los repelentes intervienen en la señalización, sinapsis, síntesis de óxido nítrico y producción de energía, la alteración de la expresión de todas esas proteínas podría conllevar a una disminución en la capacidad del insecto de percibir los odorantes afectando procesos como la transmisión sináptica y la producción de energía.
Dentro de las proteínas que participan en la transmisión sináptica se encuentra la frequenina, esta participa en la cascada de señalización producida por los repelentes, en esta se identificaron proteínas que intervienen en la activación de canales iónicos y de receptores odorantes. Adicionalmente, se identificó que, de los metabolitos secundarios, el acetato de geranilo mostró interacciones con las proteínas frequenina, guanilil ciclasa y calmodulina, lo anterior indica que este podría intervenir en la liberación de neurotransmisores y en la producción de mensajeros secundarios. En resumen, fue posible encapsular el acetato de geranilo y el nerolidol en un sistema de nanoemulsión logrando una estabilidad por un periodo de cinco meses así como una liberación controlada de estos metabolitos, adicionalmente, el efecto repelente de moléculas tanto de origen sintético como natural posiblemente esté relacionado con una alteración en conjunto de diferentes proteínas que participan en la transmisión sináptica y la producción de energía, lo anterior podría desencadenar en una inhibición en la percepción de odorantes dificultando al insecto localizar el hospedero, además de interaccionar con proteínas que participan del proceso odorante como la frequenina, guanilil ciclasa y la calmodulina.
Description
Keywords
Repelentes, Nanoemulsión, Metabolitos secundarios, Docking molecular, Recepción de odorantes, DEET