Spinosad

El spinosad es un insecticida basado en compuestos químicos presentes en la especie bacteriana Saccharopolyspora spinosa . El género Saccharopolyspora se descubrió en 1985 en aislamientos de caña de azúcar triturada. Estas bacterias producen hifas aéreas de color rosa amarillento , con cadenas de esporas en forma de perlas encerradas en una vaina pilosa característica. ^{[ 4 ]} Este género se define como actinomicetos aerobios, Gram positivos, no ácido-resistentes, con micelio de sustrato fragmentable. S. spinosa se aisló de suelo recolectado dentro de un alambique de ron de un ingenio azucarero fuera de servicio en las Islas Vírgenes . El spinosad es una mezcla de compuestos químicos de la familia de las espinosinas que tiene una estructura generalizada que consiste en un sistema de anillo tetracíclico único unido a un aminoazúcar ( D- forosamina) y un azúcar neutro (tri- O -metil- L -ramnosa). ^{[ 5 ]} El spinosad es relativamente apolar y no se disuelve fácilmente en agua. ^{[ 6 ]}

El spinosad es un insecticida con un modo de acción novedoso, derivado de una familia de productos naturales obtenidos por fermentación de S. spinosa . Las espinosinas se presentan en más de 20 formas naturales, y se han producido en laboratorio más de 200 formas sintéticas (espinosoides). ^{[ 7 ]} El spinosad contiene una mezcla de dos espinosoides, la espinosina A, el componente principal, y la espinosina D (el componente secundario), en una proporción aproximada de 17:3. ^{[ 4 ]}

Spinosad is highly active, by both contact and ingestion, in numerous insect species.^[8] Its overall protective effect varies with insect species and life stage. It affects certain species only in the adult stage, but can affect other species at more than one life stage. The species subject to very high rates of mortality as larvae, but not as adults, may gradually be controlled through sustained larval mortality.^[8] The mode of action of spinosoid insecticides is by a neural mechanism.^[9] The spinosyns and spinosoids have a novel mode of action, primarily targeting binding sites on nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) of the insect nervous system that are distinct from those at which other insecticides have their activity. Spinosoid binding leads to disruption of acetylcholine neurotransmission.^[5] Spinosad also has secondary effects as a γ-amino-butyric acid (GABA) neurotransmitter agonist.^[5] It kills insects by hyperexcitation of the insect nervous system.^[5] Spinosad has proven not to cause cross-resistance to any other known insecticide.^[10]

Spinosad has been used around the world for the control of a variety of insect pests, including Lepidoptera, Diptera, Thysanoptera, Coleoptera, Orthoptera, and Hymenoptera, and many others.^[11] It was first registered as a pesticide in the United States for use on crops in 1997.^[11] Its labeled use rate is set at 1 ppm (1 mg a.i./kg of grain) and its maximum residue limit (MRL) or tolerance is set at 1.5 ppm. Spinosad's widespread commercial launch was deferred, awaiting final MRL or tolerance approvals in a few remaining grain-importing countries. It is considered a natural product, thus is approved for use in organic agriculture by numerous nations.^[8] Two other uses for spinosad are for pets and humans. Spinosad has been used in oral preparations (as Comfortis) to treat C. felis, the cat flea, in canines and felines; the optimal dose set for canines is reported to be 30 mg/kg.^[5]

El spinosad se vende bajo las marcas Comfortis, Trifexis y Natroba. ^{[ 12 ] [ 13 ]} Trifexis también incluye milbemicina oxima . Las marcas Comfortis y Trifexis tratan las pulgas adultas en mascotas; esta última también previene la dirofilariasis . ^{[ 14 ]} Natroba se vende para el tratamiento de los piojos de la cabeza en humanos. ^{[ 15 ]} El spinosad también se usa comúnmente para matar trips . ^{[ 16 ]}

Comfortis y Trifexis fueron retirados en la Unión Europea. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

La espinosina A no parece interactuar directamente con sitios diana conocidos relevantes para la acción insecticida, sino que actúa a través de un mecanismo novedoso. ^{[ 9 ]} La espinosina A se asemeja a un antagonista del GABA y es comparable al efecto de la avermectina en las neuronas de los insectos. ^{[ 7 ]} La espinosina A es altamente activa contra las larvas neonatas del gusano cogollero del tabaco, Heliothis virescens , y es ligeramente más biológicamente activa queespinosina D. En general, las espinosinas que poseen un grupo metilo en C6 (análogos relacionados con la espinosina D) tienden a ser más activas y menos afectadas por cambios en el resto de la molécula. ^{[ 10 ]} La espinosina A penetra lentamente en los fluidos internos de las larvas; además, se metaboliza poco una vez que entra en el insecto. ^{[ 10 ]} La aparente falta de metabolismo de la espinosina A puede contribuir a su alto nivel de actividad y compensar la lenta tasa de penetración. ^{[ 10 ]}

Se ha encontrado resistencia a Spinosad en Musca domestica , ^{[ 19 ] [ 20 ]} Plutella xylostella , ^{[ 21 ] [ 20 ]} Bactrocera dorsalis , ^{[ 22 ] [ 20 ]} Frankliniella occidentalis , ^{[ 23 ] [ 20 ]} y Cydia pomonella . ^{[ 24 ] [ 25 ] [ 20 ]}

El spinosad tiene alta eficacia, un amplio espectro de plagas de insectos, baja toxicidad para mamíferos y un buen perfil ambiental, una característica única del insecticida en comparación con otros utilizados actualmente para la protección de productos de grano. ^{[ 8 ]} Se considera un producto de base natural y está aprobado para su uso en agricultura orgánica por numerosas certificaciones nacionales e internacionales. ^{[ 11 ]} Los residuos de spinosad son altamente estables en granos almacenados en silos, con una protección que oscila entre 6 meses y 2 años. ^{[ 8 ]} Se han reportado parámetros ecotoxicológicos para el spinosad, que son: ^{[ 26 ]}

• en ratas ( Rattus norvegicus (Bergenhout, 1769) ), administración oral aguda: LD50  >5000 mg/ _kg  (no tóxica)
• en ratas ( R. norvegicus ), dérmica aguda: LD50 _>  2000  mg/kg (no tóxica)
• en codornices de California ( Callipepla californica (Shaw, 1798) ), toxicidad oral: LD50 _>  2000  mg/kg (no tóxico)
• en pato ( Anas platyrhynchos domestica (Linnaeus, 1758) ), toxicidad dietética: CL ₅₀  >5000  mg/kg (no tóxico)
• en la trucha arcoíris ( Oncorhynchus mykiss (Walbaum, 1792) ), CL _50-96h  =  30,0  mg/L (ligeramente tóxico)
• en la abeja melífera ( Apis mellifera (Linnaeus, 1758) ), LD50 ₌  0,0025  mg  /abeja (altamente tóxico si se rocía directamente sobre ella y sobre los residuos secos).

Los estudios de exposición crónica no lograron inducir la formación de tumores en ratas y ratones; los ratones que recibieron hasta 51  mg/kg/día durante 18 meses no desarrollaron tumores. ^{[ 27 ]} De manera similar, la administración de 25  mg/kg/día a ratas durante 24 meses no produjo la formación de tumores. ^{[ 28 ]}