Næste generations insektmidler til at bekæmpe myggebårne sygdomme

Næsten 700 millioner mennesker lider af myggebårne sygdomme – såsom malaria, West Nile, Zika- og denguefeber – hvert år, resulterer i mere end 1 million dødsfald. I stigende grad, mange arter af myg er blevet resistente over for de populære pyrethroid-baserede insekticider. I dag, forskere rapporterer om en ny klasse af myggemidler baseret på naturligt forekommende forbindelser, der er effektive til at afvise myg med potentielt færre miljømæssige bivirkninger end eksisterende afskrækningsmidler.

Forskerne vil præsentere deres forskning i dag ved det 256. nationale møde og udstilling i American Chemical Society (ACS).

"Vores nye afskrækningsmidler er baseret på, hvordan naturen allerede fungerer, " Joel R. Coats, Ph.D., siger. "For eksempel, citronella, et rumligt afskrækningsmiddel, der kommer fra citrongræs, indeholder naturligt forekommende æteriske olier, der har været brugt i århundreder til at frastøde myg. Men citronella holder ikke længe og blæser let væk. Vores nye, Næste generations rumlige afskrækningsmidler er variationer af naturlige produkter, der er længerevarende og har større afvisningsevne."

Frakker og kandidatstuderende James S. Klimavicz og Caleb L. Corona ved Iowa State University i Ames har syntetiseret og testet hundredvis af forbindelser mod myg. De vidste, at sesquiterpenoider, som findes i mange planter, er effektive insektmidler, men disse store molekyler er svære at isolere fra planter og svære at fremstille og rense i laboratoriet.

På grund af udfordringerne ved at syntetisere sesquiterpenoider, Coats' team designede deres afskrækningsmidler ved hjælp af mindre, mindre kompleks, let tilgængelige molekyler - monoterpenoider og phenylpropanoidalkoholer med kendte, kortvarige afvisende aktiviteter mod insekter. Ved at modificere disse forbindelser kemisk, de producerede nye potentielle afskrækningsmidler med højere molekylvægte, gør dem mindre flygtige og længerevarende. Klimavicz har syntetiseret mere end 300 forbindelser, de mest effektive er α-terpinyl isovalerat (en naturlig forbindelse), citronellylcyclobutancarboxylat og citronellyl 3, 3-difluorcyclobutancarboxylat.

For at bestemme stoffernes effektivitet som afvisende midler mod myg, Corona tester dem i et rørformet kammer udviklet i Coats laboratoriet. Kammeret har filterpapir i hver ende. Der er intet på ét filterpapir; den anden har det syntetiserede afskrækningsmiddel påført. Derefter indføres myg – opvokset i Iowa State Universitys medicinske entomologilaboratorium – ind i kammeret. Corona bruger time-lapse-fotografering og personlig overvågning over 2,5 timer til at dokumentere, om myggene migrerer væk fra kandidatmidlerne. Forskerne udforsker i øjeblikket computersporing af myg ved hjælp af videooptagelser for at få en bedre forståelse af myggeafvisning og adfærd, når de udsættes for disse forbindelser.

Med denne metode, forskerne testede afskrækningsmidlerne med Culex pipiens , den nordlige husmyg, som er tættest forbundet med West Nile transmission i det midtvestlige USA; Aedes aegypti , den gule feber-myg, som også vides at overføre Zika- og dengue-virus; og Anopheles gambiae , som overfører malaria.

"Vi tror, ​​at mekanismen i vores terpenbaserede afskrækningsmidler, som forsøger at efterligne, hvad naturen gør, er forskellig fra pyrethroidernes, "som mange myggearter er blevet resistente over for, Coats siger. "Vi mener, at disse 'next-gen' rumlige afskrækningsmidler er nye værktøjer, der kan give yderligere beskyttelse mod myg i behandlede gårdhaver, parker, campingpladser, hestestalde og husdyranlæg. Vores næste skridt er at forstå mere præcist, hvordan afskrækningsmidlerne biologisk påvirker myggene."