Caracterización del aceite esencial de Ulomoides dermestoides bajo tratamiento de jugo gástrico sintético y su uso potencial entofarmacológico

Abstract

El escarabajo Ulomoides dermestoides es un coleóptero endémico de las regiones Indomalaya y Papúa Nueva Guinea, utilizado empíricamente como tratamiento alternativo para diversas enfermedades, tales como asma, dermatitis, artritis reumatoide, hemorroides, inflamación y dolor hepático y renal, enfermedad de Parkinson, diabetes, VIH y distintos tipos de cáncer. El uso terapéutico de este escarabajo consiste en el consumo progresivo del insecto vivo, aumentando la cantidad diaria hasta alcanzar 70 insectos, y posteriormente disminuyendo hasta llegar a uno. Los estudios que evalúan los compuestos liberados por U. dermestoides son limitados y han identificado a la metil-1,4-benzoquinona (MBQ), etil-1,4-benzoquinona (EBQ), 1-pentadeceno y limoneno como los principales metabolitos liberados como mecanismo de defensa. Sin embargo, la presencia de solo estos metabolitos no explica el amplio espectro de actividades biológicas atribuidas al escarabajo. Es por lo anterior, que este trabajo se enfoca en determinar los metabolitos secundarios liberados por el insecto al exponerlo a estrés simulado, representando lo que ocurre durante su uso terapéutico tradicional. El objetivo de este estudio fue la caracterización química de los metabolitos secundarios volátiles de Ulomoides dermestoides mediante microextracción en fase sólida (SPME) y cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GCMS) bajo el tratamiento con jugo gástrico sintético, así como la obtención y caracterización del primer aceite esencial derivado de un insecto para ensayos biológicos posteriores. El análisis del volatiloma de U. dermestoides reveló una mayor cantidad de metabolitos liberados, identificándose 15 terpenos, 4 quinonas, 2 alquenos y 4 compuestos aromáticos no reportados previamente para este escarabajo. Además, se logró obtener el primer aceite esencial derivado de un insecto, compuesto por 103 metabolitos en condiciones basales y 179 metabolitos bajo estrés por ingesta. La caracterización de estos aceites esenciales mostró un amplio espectro de metabolitos secundarios, agrupados en 10 categorías principales: alcoholes, aldehídos, alcanos, alquenos, alquinos, alquil disulfuros, compuestos aromáticos, ácidos carboxílicos, quinonas y terpenos. Este trabajo amplió significativamente el conocimiento sobre el volatiloma de Ulomoides dermestoides, añadiendo 4.4 veces más metabolitos de los reportados previamente. Además, se obtuvo el primer aceite esencial derivado de un insecto y se realizó una caracterización química exhaustiva, demostrando que U. dermestoides puede modificar su metabolismo bajo estrés por su ingesta, incrementando 1.7 veces los metabolitos de interés clínico.

Ulomoides dermestoides is a coleopteran species endemic to the Indomalayan and Papua regions, traditionally utilized as an empirical treatment for various ailments, including but not limited to asthma, dermatitis, rheumatoid arthritis, hemorrhoids, hepatic and renal inflammation and pain, Parkinson's disease, diabetes, HIV, and various forms of cancer. The therapeutic application of this beetle involves a gradual consumption regimen of live insects, with daily intake escalating to 70 insects before tapering down to one. While studies assessing the compounds released by U. dermestoides are scarce, those available have identified methyl-1,4-benzoquinone (MBQ), ethyl-1,4-benzoquinone (EBQ), 1-pentadecene, and limonene as primary metabolites released as part of its defensive mechanism. Nonetheless, the presence of these metabolites alone does not explain the broad spectrum of biological activities attributed to the beetle. Consequently, this research endeavors to elucidate the secondary metabolites released by the insect under simulated stress conditions, mirroring its traditional therapeutic utilization. The aim of this study was to chemically characterize the volatile secondary metabolites of Ulomoides dermestoides using solid-phase microextraction (SPME) and gas chromatography-mass spectrometry (GCMS), following exposure to synthetic gastric juice. Additionally, this study aimed to isolate and characterize the first essential oil derived from an insect for subsequent biological assays. Analysis of U. dermestoides' volatilome revealed a diverse array of metabolites, including 15 terpenes, 4 quinones, 2 alkenes, and 4 aromatic compounds not previously documented for this species. Moreover, the extraction yielded the first essential oil derived from an insect, comprising 103 metabolites under basal conditions and 179 metabolites under ingestion-induced stress. Characterization of these essential oils unveiled a broad spectrum of secondary metabolites, categorized into 10 principal groups: alcohols, aldehydes, alkanes, alkenes, alkynes, alkyl disulfides, aromatic compounds, carboxylic acids, quinones, and terpenes. This research significantly enriches our understanding of Ulomoides dermestoides' volatilome, augmenting the known metabolites by 4.4 times. Furthermore, the isolation of the first essential oil derived from an insect, coupled with its comprehensive chemical characterization, underscores the adaptability of U. dermestoides in modulating its metabolic profile under ingestion-induced stress, thereby amplifying metabolites of clinical interest by 1.7 times.