Determinación del perfil de proteínas odorantes y detección de señales electroantenográficas ante estimulación por moléculas repelentes en el sistema olfativo de Aedes aegypti (Diptera: Culicidae)

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dc.contributor.advisorMéndez Sánchez, Stelia Carolina
dc.contributor.advisorVelásquez Martínez, María Carolina
dc.contributor.advisorDuque Luna, Jonny Edward
dc.contributor.authorPortilla Pulido, Johan Sebastian
dc.contributor.evaluatorHidalgo Bucheli, William Fernando
dc.contributor.evaluatorRíos Angarita, Fabián Alirio
dc.date.accessioned2022-04-01T04:17:23Z
dc.date.available2022-04-01T04:17:23Z
dc.date.created2021
dc.date.issued2021
dc.description.abstractInvestigaciones sobre repelentes de origen natural surgen con el propósito de reemplazar de forma parcial o total productos como el DEET, del cual se ha demostrado toxicidad para el ser humano. El objetivo de este estudio fue analizar las señales electrofisiológicas neuronales de las antenas y la expresión diferencial de proteínas del mosquito para elucidar un posible mecanismo de acción o recepción de repelentes, previamente analizados en el laboratorio. Hembras adultas de Aedes aegypti, cepa Rockefeller se usaron en los experimentos. Mediante electroantenografía, los insectos fueron conectados con electrodos para analizar señales eléctricas. A través de un flujo de aire se suministró los compuestos acetato de geranilo, α-bisabolol, nerolidol y DEET en diferentes concentraciones y mezclas, aplicando antes y después de cada sustancia el amoniaco, un compuesto atrayente. Las señales obtenidas fueron computarizadas y analizadas luego de suministrar el amoniaco y el repelente. Para obtener la expresión de proteínas, se realizaron tratamientos a los mosquitos con DEET y la mezcla de los compuestos mencionados en concentraciones de 100 mg/mL. Posteriormente, las cabezas de los mosquitos fueron cortadas y se realizó la separación de proteínas por electroforesis bidimensional e identificación por MALDI-TOF-MS. Las señales de electroantenografía mostraron que todos los repelentes disminuyen la señal de amoniaco entre un 20 y 80%, es decir, un decrecimiento de la capacidad olfativa, destacando la mezcla de los 3 compuestos y DEET. Las proteínas encontradas mostraron que el DEET y la mezcla de los compuestos acusan mecanismos de acción diferentes. Con DEET, proteínas relacionadas a la sinapsis y producción de ATP se inhibieron; mientras que la mezcla, sobre-expresó proteínas de transporte, señalización y detoxificación. Los experimentos de electrofisiología y proteómica demostraron que los repelentes alteran la actividad de canales iónicos ionotrópicos, metabotrópicos y modifican procesos relacionados a la sinapsis neuronal y la producción de energía.
dc.description.abstractenglishResearch on natural-based repellents is aimed to replace synthetic repellents like DEET, which has shown high toxicity against human beings. The main purpose of this study was to analyze antennal neuronal electrophysiological signals, and protein differential expression to elucidate a possible action or reception mechanism of repellent molecules. Adult female mosquitoes Aedes aegypti, Rockefeller strain, was used in the experiments. The insects were connected through tungsten electrodes using electroantennography (EAG) to analyze electrical signals. To apply the volatiles, an air flux dragged the compounds: geranyl acetate, α-bisabolol, nerolidol, and DEET in different concentrations and mixtures. Before and after the repellent application, ammonia, an attractant molecule, was used as a signal reference. The electrical signals were computer-operated and analyzed following the application of ammonia and the repellents. Regarding the protein expression, mosquitoes were treated with 100 mg/mL of DEET, and the mixture of the natural-based compounds above mentioned. Approximately, 140 mosquitoes per treatment were used. After that, mosquitoes' heads were cleaved, and protein separation and identification through bidimensional electrophoresis and MALDI-TOF mass spectrometry (MS) were carried out. The EAG results showed a decrease between 20% to 80% of the ammonia's electrical signals, therefore, a decrease in the mosquito olfactive capacity. The natural-based compounds and DEET decreased the olfactory perception the most. The proteins identified through MS showed that DEET and the natural-based compounds have different action/reception mechanisms. Concerning DEET, proteins related to synapsis and ATP production were downregulated. On the other hand, with the mixture of the natural-based compounds, proteins pertained to transport, signaling, and detox proteins were over-expressed. In conclusion, the present study showed that the repellents disturb ion channel activity and modify protein processes related to neuronal synapsis and energy production.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Química
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/9534
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias
dc.publisher.programMaestría en Química
dc.publisher.schoolEscuela de Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectElectroantenografía
dc.subjectSistema olfativo de Aedes aegypti
dc.subjectProteómica diferencial
dc.subjectRepelentes de origen natural
dc.subjectDEET
dc.subject.keywordElectroantennography
dc.subject.keywordAedes Aegypti Olfactory System
dc.subject.keywordDifferential Proteomics
dc.subject.keywordNatural-Based Repellents
dc.subject.keywordDEET
dc.titleDeterminación del perfil de proteínas odorantes y detección de señales electroantenográficas ante estimulación por moléculas repelentes en el sistema olfativo de Aedes aegypti (Diptera: Culicidae)
dc.title.englishOdorant binding proteins profile determination and electroantennographic signals detection of Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) olfactory system previously exposed to repellent molecules
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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