Forskere genopdager hurtigtvirkende tysk insekticid tabt i kølvandet på Anden Verdenskrig

En ny undersøgelse i Journal of the American Chemical Society udforsker DFDTs kemi såvel som den komplicerede og alarmerende historie, et hurtigtvirkende insekticid.

"Vi satte os for at studere væksten af ​​krystaller i et lidet kendt insekticid og afslørede dets overraskende historie, inklusive virkningen af ​​Anden Verdenskrig på valget af DDT - og ikke DFDT - som et primært insekticid i det 20. århundrede, sagde Bart Kahr, professor i kemi ved New York University og en af ​​undersøgelsens seniorforfattere.

Opdagelse af faste former for DFDT

Kahr og kollega NYU kemiprofessor Michael Ward studerer væksten af ​​krystaller, som for to år siden fik dem til at opdage en ny krystalform af det berygtede insekticid DDT. DDT er kendt for sin skadelige effekt på miljøet og dyrelivet. Men den nye form udviklet af Kahr og Ward viste sig at være mere effektiv mod insekter - og i mindre mængder, potentielt minimere dens miljøpåvirkning.

Ved at fortsætte med at udforske krystalstrukturen af ​​insekticider, forskerholdet begyndte at studere fluorerede former for DDT, at bytte kloratomer ud med fluor. De fremstillede to faste former af forbindelsen - en monofluoro og en difluoranalog - og testede dem på frugtfluer og myg, inklusive myggearter, der bærer malaria, gul feber, Dengue, og Zika. De faste former for fluoreret DDT dræbte insekter hurtigere end DDT; difluoranalogen, kendt som DFDT, dræbte myg to til fire gange hurtigere.

"Hastighed forpurrer udviklingen af ​​modstand, " sagde Ward, en seniorforfatter på undersøgelsen. "Insekticidkrystaller dræber myg, når de absorberes gennem puderne på deres fødder. Effektive forbindelser dræber insekter hurtigt, muligvis før de er i stand til at formere sig."

Forskerne lavede også en detaljeret analyse af de relative aktiviteter af faststofformerne af fluoreret DDT, bemærker, at mindre termodynamisk stabile former - hvori krystallerne lettere frigør molekyler - var mere effektive til hurtigt at dræbe insekter.

DFDTs glemte historie

Ud over deres kemiske analyser, forskerne søgte at afgøre, om deres skabelse havde præcedens. Derved, de afslørede en rig og foruroligende baggrund for DFDT. Gennem historiske dokumenter, de lærte, at DFDT blev skabt som et insekticid af tyske videnskabsmænd under Anden Verdenskrig og blev brugt af det tyske militær til insektbekæmpelse i Sovjetunionen og Nordafrika, sideløbende med amerikanske væbnede styrkers brug af DDT i Europa og det sydlige Stillehav.

I efterkrigstidens kaos, imidlertid, DFDT-fremstilling fik en brat ende. Allierede militærembedsmænd, der interviewede videnskabsmænd fra Det tredje rige, afviste tyskernes påstande om, at DFDT var hurtigere og mindre giftigt for pattedyr end DDT. kalder deres studier "små" og "utilstrækkelige" i militære efterretningsrapporter.

I sin Nobelpristale i 1948 for opdagelsen af ​​DDTs insektdræbende evne, Paul Müller bemærkede, at DFDT burde være fremtidens insekticid, givet, at det virker hurtigere end DDT. På trods af dette, DFDT er stort set blevet glemt og var ukendt for nutidige entomologer, som NYU-forskerne konsulterede med.

"Vi var overraskede over at opdage, at DDT i begyndelsen havde en konkurrent, der tabte løbet på grund af geopolitiske og økonomiske omstændigheder, for ikke at nævne dens forbindelse til det tyske militær, og ikke nødvendigvis på grund af videnskabelige overvejelser. En hurtigere, mindre persistent insekticid, ligesom DFDT, kunne have ændret løbet af det 20. århundrede; det tvinger os til at forestille os kontrafaktiske videnskabshistorier, " sagde Kahr.

Behovet for nye insekticider

Myggebårne sygdomme som malaria - der dræber et barn hvert andet minut - er store folkesundhedsproblemer, resulterer i 200 millioner sygdomme årligt. Nyere sygdomme som Zika kan udgøre voksende trusler mod sundheden i lyset af et skiftende klima.

Myg er mere og mere modstandsdygtige og reagerer ikke på de pyrethroide insekticider, der er indbygget i sengenet. Offentlige sundhedsembedsmænd er bekymrede og har genovervejet brugen af ​​DDT – som har været forbudt i årtier i store dele af verden med undtagelse af selektiv brug til malariabekæmpelse – men dens kontroversielle historie og miljøpåvirkning fremmer behovet for nye insekticider.

"Mens der er behov for mere forskning for bedre at forstå sikkerheden og miljøpåvirkningen af ​​DFDT, vi, sammen med Verdenssundhedsorganisationen, anerkende det presserende behov for nye, hurtige insekticider. Ikke alene er hurtigvirkende insekticider afgørende for at bekæmpe udviklingen af ​​resistens, men mindre insekticid kan bruges, potentielt reducere dens miljøpåvirkning, " sagde Ward.