image: A substance found in pine sap that is processed by mandaçaia bees exhibits larvicidal activity, eliminating 100% of dengue mosquito larvae within 48 hours
Credit: Laila Salmen Espindola
En Brasil, investigadores de la Universidad de São Paulo (USP), la Universidad de Brasília (UnB) y de dos startups de la ciudad de Ribeirão Preto identificaron un compuesto capaz de matar larvas de Aedes aegypti en la própolis de la abeja sin aguijón conocida como mandaçaia (Melipona quadrifasciata). Los resultados fueron publicados en la revista Rapid Communications in Mass Spectrometry.
Además del apoyo de FAPESP, el estudio forma parte de un proyecto financiado por el Ministerio de Salud de Brasil que busca agentes larvicidas naturales para combatir al mosquito transmisor de enfermedades como dengue, fiebre amarilla, chikungunya y zika. Actualmente, el combate se realiza con un insecticida químico altamente tóxico para el ambiente.
“Las abejas son conocidas por recolectar materiales de la naturaleza para construir la colonia, que en ciertos casos pueden actuar como defensa contra hongos y bacterias invasoras. Realizamos una serie de análisis sobre la geoprópolis, que mezcla resinas vegetales con partículas de tierra o arcilla en su composición [la própolis tradicional se elabora solo con resinas, cera y secreciones de las abejas]. Observamos que el diterpeno presente en ella era el responsable de la actividad larvicida”, explica Norberto Peporine Lopes, profesor de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de Ribeirão Preto (FCFRP) de la USP.
Lopes coordina el proyecto “Inventariando el metabolismo secundario a través de la metabolómica: contribución a la valorización de la biodiversidad brasileña”, apoyado por FAPESP en el marco del Programa de Investigaciones de FAPESP para la Caracterización, Conservación, Restauración y Uso Sostenible de la Biodiversidad (BIOTA).
En larvas de Aedes aegypti, los investigadores compararon el efecto de la própolis tradicional, producida por la abeja europea (Apis mellifera), con el de la geoprópolis de la mandaçaia. La primera tuvo una actividad muy baja, incluso después de 72 horas de exposición. En los ensayos con la geoprópolis, en cambio, se registró la muerte del 90 % de las larvas en 24 horas y del 100 % en 48 horas.
Análisis realizados con herramientas computacionales señalaron al diterpeno como el agente larvicida más probable entre los compuestos presentes en la geoprópolis. Al estudiar los hábitos de las abejas en Bandeirantes, estado de Paraná, donde se recolectó la geoprópolis, se observó que las mandaçaias visitan con frecuencia plantaciones de pino (Pinus elliottii), especie de árbol del hemisferio norte cultivada en Brasil para la producción de madera y resina.
“Se sabía que la composición química de la própolis está influenciada por las resinas recolectadas para la construcción y protección de los nidos, así como por la composición florística del entorno, el bioma y factores estacionales. En este caso, quedó claro que es la resina del pino, procesada por la saliva de las mandaçaias, la que proporciona la acción larvicida”, explica Luís Guilherme Pereira, primer autor del artículo, realizado con apoyo de FAPESP durante su doctorado en la FCFRP-USP.
Abeja brasileña
Las mandaçaias son de especial interés para Brasil porque son de fácil cultivo, no tienen aguijón y son nativas. Una de las ideas de los investigadores es valorizar otros productos elaborados por estas abejas, además de la miel.
En el caso de la própolis, la de la mandaçaia se distinguió de la de otras abejas nativas analizadas en el estudio, encontradas en el mismo municipio: la borá (Tetragona clavipes), la mirim (Plebeia droryana) y la yateí o en portugués jataí (Tetragonisca angustula). La própolis de estas tres especies, también nativas y sin aguijón, mostró una baja actividad larvicida.
Los investigadores explican que el volumen de geoprópolis producido por las mandaçaias es muy bajo, lo que hace inviable su uso directo como agente larvicida. Sin embargo, el hecho de que el diterpeno esté presente en la resina del pino es una buena noticia. Como esta resina se produce a gran escala para diversas aplicaciones industriales, como solventes y adhesivos, podría someterse a procesos químicos que imiten los realizados por las mandaçaias.
“Son modificaciones que pueden dar lugar a moléculas con mayor actividad que el compuesto original y que pueden inducirse en biorreactores, equipos comunes en la industria farmacéutica”, afirma Lopes.
Según Feitosa, el flujo de trabajo utilizado en el estudio, que involucra diferentes técnicas de espectrometría de masas, puede aplicarse a la búsqueda de compuestos con los más variados fines. “Actualmente, buscamos moléculas naturales con acción contra tumores”, dice el investigador, quien actualmente realiza un posdoctorado en la FCFRP-USP.
El proyecto del Ministerio de Salud, coordinado por la profesora Laila Salmen Espindola, de la UnB, también llevó al descubrimiento de otro compuesto larvicida, presente en el aceite esencial de una planta ya producida a gran escala. Este hallazgo aún no ha sido publicado y los datos están en manos del Ministerio.
Los investigadores, incluso, desarrollaron un polvo y una pastilla a base de ese aceite esencial, que protege el agua hasta por 24 días. El polvo mata inmediatamente a las larvas, mientras que la pastilla, de liberación lenta, se disuelve gradualmente y mantiene el agua libre de mosquitos.
El artículo Characterization of Larvicidal Diterpene Resin Acids in Melipona quadrifasciata Geopropolis via LC-ESI-MS/MS, GC–MS and Computational Analysis puede leerse en: analyticalsciencejournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/rcm.10025.
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Journal
Rapid Communications in Mass Spectrometry
Article Title
Characterization of Larvicidal Diterpene Resin Acids in Melipona quadrifasciata Geopropolis via LC-ESI-MS/MS, GC–MS and Computational Analysis
Article Publication Date
21-Mar-2025