Este estudo investigou a toxicidade do óleo essencial de Melaleuca alternifolia contra o besouro Tribolium confusum. Os resultados mostraram que o óleo tem potente toxicidade fumigante contra T. confusum, especialmente seu componente principal, o terpinen-4-ol. A análise do transcriptoma de T. confusum revelou que genes envolvidos na desintoxicação e função mitocondrial foram alterados após a exposição ao óleo. O óleo também prejudicou as mitocôndrias e alterou

1. [Tea Tree 003]
Óleo Essencial: Melaleuca alternifolia
Composto:Terpinen-4-ol, c-terpineno, a-terpineno, a-terpineol e 1,8-cineol.
Título: Toxicity of Melaleuca alternifolia essential oil to the mitochondrion and
NAD+/NADH dehydrogenase in Tribolium confusum.
"Toxicidade do óleo essencial de Melaleuca alternifolia na mitocôndria e desidrogenase
NAD + / NADH em Tribolium confusum"
Autor: Min Liao, Qian-Qian Yang, Jin-Jing Xiao, Yong Huang, Li-Jun Zhou, Ri-Mao Hua
and Hai-Qun Cao
Journal: PeerJ
Vol/Issue: 13 (6)
Ano: 2018
DOI: 10.7717/peerj.5693
TAGs: tea tree; melaleuca; Melaleuca alternifolia; terpinen-4-ol; Tribolium confusum;
inseticida; in vitro; fumigação; toxicidade; mitocôndria; controle sanitário de alimentos;
respiração celular; contaminação ambiental; terpinen-4-ol; toxicidade fumigante;
Tribolium confusum; concentrações letais em 50% dos insetos; γ-terpineno; α-
terpineno; cadeia respiratória mitocondrial;
Sobre o artigo:
Os óleos essenciais (OE) obtidos de plantas aromáticas por destilação a vapor são
considerados uma alternativa nova e segura aos inseticidas convencionais devido ao
seu potencial bioativo e alta volatilidade.

2. A natureza volátil dos OEs das plantas reduz as preocupações com relação aos
resíduos de seus constituintes nos grãos armazenados, o que mitiga a contaminação
ambiental e os efeitos em organismos não alvos.
Além disso, o potencial para efeitos sinérgicos ou aditivos entre os metabólitos
secundários voláteis de OEs, que agem sobre os insetos por meio de vários alvos e
mecanismos, também é uma vantagem.
A partir de estudos anteriores, o óleo essencial de Melaleuca foi considerado como
tendo um efeito inseticida, pois foi responsável por atuar na cadeia respiratória
mitocondrial de insetos. No entanto, o modo de ação ainda não é totalmente
compreendido.
Recentemente, a análise de perfil do transcriptoma aumentou a compreensão sobre a
resposta do inseto para vários estressores. O RNA-seq é uma ferramenta eficaz para
estudar a regulação extensa em níveis transcricionais e pode ser usado para
caracterizar a complexidade dos transcriptomas mitocondriais.
Em estudo anterior, feito pelos mesmos pesquisadores, eles relataram pela primeira
vez, uma análise abrangente do transcriptoma do gorgulho do milho, Sitophilus
zeamais, para identificar os genes e as vias que podem ser alteradas após a exposição
ao OE obtido de Melaleuca alternifolia.
Os pesquisadores sugeriram que a cadeia de transporte de elétrons mitocondrial é um
alvo provável em insetos. Essas informações contribuem para novos insights sobre a
resposta biológica dos insetos aos OEs e nos ajuda a compreender os mecanismos
moleculares subjacentes à atividade inseticida dos OEs a partir das plantas.
M. alternifolia é uma planta australiana rica em monoterpenos e notavelmente, o
componente principal, terpinen-4-ol, mostrou toxicidade fumigante distinta contra as
pragas de grãos armazenados.

3. Para obter informações sobre a toxicidade fumigante do OE de M. alternifolia e seus
compostos químicos contra insetos de grãos armazenados e identificar um melhor
quimiotipo, os pesquisadores avaliaram a toxicidade do OE contra o besouro confuso
da farinha (Tribolium confusum).
Para expandir a aplicabilidade da análise transcriptômica anterior e fornecer uma
imagem mais clara do modo de ação dos inseticidas naturais, também se realizou a
análise de RNA-seq do transcriptoma de T. confusum para investigar mudanças na
abundância de transcritos mitocondriais após a exposição ao OE.
Para verificar a confiabilidade dos dados de RNA-seq, os pesquisadores testaram os
efeitos inibitórios do OE na NAD + / NADH desidrogenase, que é um possível alvo
inseticida.
Posteriormente, também se avaliou a ação do OE na degradação das mitocôndrias nas
células obtidas de T. confusum fumigado com óleo. E, até onde se sabe, nenhum
estudo sobre os eventos moleculares subjacentes à resposta de T. confusum aos OEs
de plantas foi realizado ou publicado.
Resultados:
Para investigar a toxicidade do OE de M. alternifolia contra adultos de T. confusum, os
pesquisadores realizaram o ensaio de fumigação.
Os resultados mostram que o OE tem toxicidade fumigante potente (Fig. 1A), e o seu
efeito aumentou gradualmente ao longo do tempo (24, 48 e 72h); os valores das
concentrações letais em 50% dos insetos (CL50) correspondentes foram 7.45, 7.09 e
6.37 mg/L, respectivamente (Fig. 1B).

4. Figura 1A: Toxicidade fumigante do óleo essencial de M. alternifolia (A) contra adultos de T.
confusum. Podemos observar que a maior dose de 11,97 mg/L do OE causou 91%, 97% e 98%
de mortalidade, respectivamente, nos adultos de T. confusum.
Figura 1B: Este gráfico representa a análise de regressão linear relativa à toxicidade fumigante
do OE de M. alternifolia contra adultos T. confusum. Os valores das concentrações letais de
50% dos insetos (LC50) foram submetidos à análise probit, que é uma resposta representada
pela percentagem de sobreviventes. Podemos observar no gráfico acima que a maior dose de
11,97 mg/L do OE causou 91%, 97% e 98% de mortalidade, respectivamente, nos adultos de
T. confusum.
Em particular, o terpinen-4-ol foi o tóxico mais potente com um valor de CL50 de 3.83
mg/L (Fig. 1C). O terpinen-4-ol foi o principal componente (40% do OE), indicando que
é o principal contribuinte para a toxicidade fumigante observada. Além disso, γ-

5. terpineno e α-terpineno também exibiram toxicidade fumigante, mas de forma mais
fraca (CL 50 = 28,52 e 44,53 mg/L, respectivamente) contra T. confusum.
Figura 1C: Toxicidade fumigante dos constituintes do óleo essencial de M. alternifolia (terpinen-
4-ol, c-terpineno, α-terpineno, α-terpineol e 1,8-cineol), contra adultos de T. confusum.
Um exame detalhado da estrutura morfológica das mitocôndrias de larvas de T.
confusum demonstra que nas larvas não tratadas as mitocôndrias têm cristais,
membranas e matriz altamente densa em elétrons.
No entanto, as mitocôndrias das larvas de T. confusum tratadas com óleo sofreram
alterações em sua estrutura morfológica, detectadas pela vacuolização da matriz
mitocondrial, quando comparadas aos adultos não fumigados. A vacuolização
aumentou com o tempo após o tratamento com óleo e, em casos graves, causou a
fragmentação das mitocôndrias.

6. Explicando a imagem: Ultraestrutura das mitocôndrias do tórax de adultos não fumigados (A, C
e E) e fumigados (B, D e F) de T. confusum. (A) A estrutura normal da mitocôndria com muitas
cristas altamente elétron-densas. (B) Uma parte do tórax e alterações ultraestruturais nas
mitocôndrias representadas pela vacuolização (Vm) e rarefação (Rm) da matriz mitocondrial

7. (seta). (C) A vacuolização agravou 24 (B), 48 (D) e 72 h (F) após o tratamento com óleo. Barra
de escala = 2,0 mm.
Portanto, as alterações vistas nas mitocôndrias confirmam o efeito inseticida do óleo
essencial de M. alternifolia, que pode atuar prejudicando-as e consequentemente
levando o indivíduo a morte.
Para obter uma visão global e abrangente do transcriptoma de T. confusum, o RNA foi
extraído dos grupos de tratamento e controle. Portanto, a análise comparativa do
transcriptoma de T. confusum, usando RNA-seq, indicou que a maioria dos genes
diferencialmente expressos estavam envolvidos na desintoxicação pelo inseticida e na
função mitocondrial.
Ainda, a razão NAD+ / NADH em T. confusum fumigada com OE de M. alternifolia foi
medida para investigar se o OE atua nessas proteínas. A NAD+ e a NADH são
coenzimas encontradas nas células de todos os seres vivos e utilizadas como
"transportadoras de elétrons" nas reações metabólicas de oxi-redução, possuindo um
papel importante na produção de energia para a célula.
Nos insetos não fumigados, uma diminuição nos níveis de NAD + e NADH foram
observadas ao longo de 24 a 48 / 60 h, o que pode ser afetado pela fome.
Além disso, descobriu-se que o tratamento com 6,37 mg/L do OE aumentou
significativamente o NAD + (Fig. 5A) mas diminuiu o NADH (Fig. 5B) níveis de 12 a 48
h, quando comparados com as amostras não fumigadas; entretanto, a tendência
oposta foi observada após 60 h.

8. Figura 5A: Este gráfico representa a proporção dos níveis de NAD+ em T. confusum fumigados
com óleo na concentração letal em 50% (CL50) de 6.37 mg/L no ar e com o grupo de controle
(CK) durante um período de 0 a 72h.
Figura 5B: Este gráfico representa a proporção dos níveis de NADH em T. confusum fumigados
com óleo na concentração letal em 50% (CL50) de 6.37 mg/L no ar e com o grupo de controle
(CK) durante um período de 0 a 72h.

9. Figura 5C: Este gráfico representa a proporção de NAD+ / NADH em T. confusum de 12 a 72 h
de tratamento. Os valores (média ± SE) são de três experiências independentes para
fumigação de óleo (CL50 = 6,37 mg/L) versus controle (CK).
Portanto, a proporção de NAD+ / NADH em T. confusum de 12 a 60 h após o
tratamento diminuiu (significativamente em 24 a 48 h) e aumentou após 60 h, mas não
efetivamente (Fig. 5C).
Esses resultados nos levam a concluir que a NAD+ / NADH pode ser o principal local
de destino para a OE em insetos, levando ao bloqueio da cadeia respiratória
mitocondrial.
Na prática:
Legal não é? Ao invés de utilizarmos produtos químicos e tóxicos, como venenos e/ou
inseticidas para eliminar pragas, o óleo essencial de M. alternifolia mostrou-se ter
efeitos inseticidas contra o inseto comumente encontrado em locais de armazenagem
de alimentos, o T. confusum.

10. Isso é incrível! Pois tornou-se necessário no controle sanitário de alimentos, além de
ser um tratamento acessível, econômico e natural.
Calda contra insetos:
 Derreta 50g de sabão neutro em 500mL de água morna até dissolver tudo e
reserve;
 Em um borrifador faça uma solução a 10% dessa mistura de sabão e inclua 1%
de óleo essencial de melaleuca;
 Agite bem antes do uso e borrife em toda a superfície das plantas que estejam
com infestações de insetos, preferencialmente no final da tarde em períodos não
chuvosos por 3 dias alternados;
 Se necessário reaplicar por mais uma semana.
Esse estudo apontou os efeitos apresentados pelo óleo acarretando na alteração direta
na membrana plasmática dos insetos, proporcionando o bloqueio da cadeia respiratória
mitocondrial e acarretando na morte do artrópode.