Evaluation of insecticide resistance in strains of Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) from the Caribbean region of Costa Rica

Introducción: el dengue y chikungunya son virosis antroponóticas transmitidas por Aedes aegypti que afectan extensas áreas del continente americano incluyendo Costa Rica. La reciente introducción del virus Zika representa un nuevo reto para los sistemas de salud. Dada la ausencia de tratamiento antiviral y vacunas, el control del vector Ae. aegypti, representa la única alternativa para minimizar el impacto de estas virosis. En Costa Rica, el control químico del vector se hace mediante la aplicación de piretroides (cipermetrina y deltametrina) y del organofosforado temefós; de ahí la importancia de detectar la aparición de resistencia a estos insecticidas. Objetivo: determinar el nivel de resistencia a temefós, cipermetrina y deltametrina en tres cepas de Ae. aegypti de la Región Caribe de Costa Rica, así como los mecanismos de detoxificación enzimática correspondientes. Métodos: la resistencia a temefós, cipermetrina y deltametrina se evaluó mediante bioensayos larvarios. Grupos de 20 larvas se expusieron por 24 h a 5 concentraciones de insecticidas que generaron una mortalidad entre el 2 y el 100 %. Cada concentración se evaluó mediante cinco réplicas y se calculó la concentración que causa el 50 % de letalidad (CL50). Como control susceptible se empleó la cepa Rockefeller. Con cada cepa se calculó un factor de resistencia 50 % (FR50) para cada insecticida. Cuando se observó resistencia, se repitieron los bioensayos mediante exposición previa de las larvas a butóxido de piperonilo (PB) y S,S,S, tributilfosforotritioato (DEF) para evaluar el mecanismo detoxificante relacionado. Resultados: ninguna de las cepas evaluadas fue resistente al temefós. En las cepas Guápiles y Limón se determinó una resistencia incipiente a cipermetrina (CL50= 0,01022, FR50= 7,35 y CL 50= 0,01016, FR50= 7,30, respectivamente), mientras que en la cepa Siquirres se detectó resistencia a deltametrina (CL50= 0,01973 mg/L, FR5= 12,64). En los casos referidos hubo una disminución de la resistencia cuando se dio el pretratamiento con PB, lo que indica una detoxificación mediada por el sistema Cit P450 monooxigenasa. Conclusiones: los resultados en el presente estudio demuestran que el temefós sigue siendo efectivo para el control larvario de Ae. aegypti en las principales localidades de la región Caribe de Costa Rica. Con respecto a los piretroides se alerta ante la aparición de resistencia, lo que conlleva la necesidad de optimizar los procesos de monitoreo y la implementación de otras alternativas de control químico.Introduction: dengue and chikungunya are anthroponotic virus infections transmitted by Aedes aegypti mosquitoes. These conditions affect large areas of the American continent, including Costa Rica. The recent introduction of Zika virus infection is a new challenge for health systems. Given the absence of antiviral treatment and vaccines, Aedes aegypti control is the only alternative to minimize the impact of these viral diseases. In Costa Rica chemical control of the vector is based on the use of pyrethroids (cypermethrin and deltamethrin) and the organophosphate larvicide temephos, hence the importance of detecting the emergence of resistance to these insecticides. Objective: determine the level of resistance to temephos, cypermethrin and deltamethrin in three Aedes aegypti strains from the Caribbean region of Costa Rica, as well as the corresponding enzymatic detoxification mechanisms. Methods: resistance to temephos, cypermethrin and deltamethrin was evaluated with larval bioassays. Groups of 20 larvae were exposed to 5 insecticide concentrations for 24 h. Mortality ranged between 2 and 100 %. Each concentration was evaluated by means of five replications, and estimation was performed of the concentration causing 50 % lethality (CL50). The Rockefeller strain was used as susceptible control. Each strain underwent estimation of a 50% resistance factor (RF50) for each insecticide. Whenever resistance was observed, the bioaasays were repeated with prior exposure of the larvae to piperonyl butoxide (PBO) and S.S.S. phosphotrithiate tributyl (DEF) to evaluate the corresponding detoxification mechanism. Results: none of the strains evaluated was resistant to temephos. Incipient resistance to cypermethrin was detected in strains Guápiles and Limón (CL50= 0.01022, RF50= 7.35 and CL 50= 0.01016, RF50= 7.30, respectively), whereas resistance to deltamethrin was detected in the Siquirres strain (CL50= 0.01973 mg/L, RF50= 12.64). In the above-mentioned cases resistance decreased when pre-treatment with PBO was provided, indicating the presence of detoxification mediated by the Cyt P450 monooxygenase system. Conclusions: results show that temephos continues to be effective for larval control of Aedes aegypti in the main areas of the Caribbean region of Costa Rica. A warning is hereby given about the emergence of pyrethroid resistance, leading to the need to optimize monitoring processes and the implementation of other chemical control alternatives.Universidad de Costa Rica/[VI-803-B2-106]/UCR/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias de la Salud::Centro de Investigación en Enfermedades Tropicales (CIET