Bijna 700 miljoen mensen lijden aan door muggen overgedragen ziekten, zoals malaria, West-Nijl, Zika en knokkelkoorts - elk jaar, resulterend in meer dan 1 miljoen doden. Meer en meer, veel soorten muggen zijn resistent geworden tegen de populaire insecticiden op basis van pyrethroïden. Vandaag, onderzoekers rapporteren een nieuwe klasse muggenwerende middelen op basis van natuurlijk voorkomende verbindingen die effectief zijn in het afstoten van muggen met mogelijk minder milieu-bijwerkingen dan bestaande insectenwerende middelen.

De wetenschappers presenteren hun onderzoek vandaag op de 256e National Meeting &Exposition van de American Chemical Society (ACS).

"Onze nieuwe insectenwerende middelen zijn gebaseerd op hoe de natuur al werkt, "Joel R. Coats, doctoraat, zegt. "Bijvoorbeeld, citronella, een ruimtelijk afweermiddel dat afkomstig is van citroengras, bevat van nature voorkomende essentiële oliën die al eeuwenlang worden gebruikt om muggen af ​​te weren. Maar citronella duurt niet lang en blaast gemakkelijk weg. Onze nieuwe, ruimtelijke afweermiddelen van de volgende generatie zijn variaties van natuurlijke producten die langer meegaan en een grotere afstoting hebben."

Jassen en afgestudeerde studenten James S. Klimavicz en Caleb L. Corona aan de Iowa State University in Ames hebben honderden verbindingen tegen muggen gesynthetiseerd en getest. Ze wisten dat sesquiterpenoïden, die in veel planten voorkomen, zijn effectieve insectenwerende middelen, maar deze grote moleculen zijn moeilijk te isoleren uit planten en moeilijk te maken en te zuiveren in het laboratorium.

Vanwege de uitdagingen van het synthetiseren van sesquiterpenoïden, Het team van Coats ontwierp hun insectenwerende middelen met kleinere, minder complex, gemakkelijk verkrijgbare moleculen - monoterpenoïden en fenylpropanoïde alcoholen met bekende, afstotende werking op korte termijn tegen insecten. Door deze verbindingen chemisch te modificeren, ze produceerden nieuwe potentiële insectenwerende middelen met hogere molecuulgewichten, waardoor ze minder vluchtig en langer meegaan. Klimavicz heeft meer dan 300 verbindingen gesynthetiseerd, de meest effectieve daarvan zijn α-terpinylisovaleraat (een natuurlijke verbinding), citronellyl cyclobutaancarboxylaat en citronellyl 3, 3-difluorcyclobutaancarboxylaat.

Om de effectiviteit van de verbindingen als insectenwerende middelen tegen muggen te bepalen, Corona test ze in een buisvormige kamer die is ontwikkeld in het Coats-laboratorium. De kamer heeft aan beide uiteinden filterpapier. Op één filterpapier zit niets; de andere heeft het gesynthetiseerde afweermiddel toegepast. Vervolgens worden muggen - die zijn grootgebracht in het laboratorium voor medische entomologie van de Iowa State University - in de kamer geïntroduceerd. Corona maakt gebruik van time-lapse-fotografie en persoonlijke monitoring gedurende 2,5 uur om te documenteren of de muggen wegtrekken van de kandidaat-afweermiddelen. De onderzoekers onderzoeken momenteel het computertracking van muggen met behulp van videobeelden om een ​​beter begrip te krijgen van muggenafstotendheid en gedrag bij blootstelling aan deze verbindingen.

Met deze methode, de onderzoekers testten de insectenwerende middelen met Culex pipiens , de noordelijke huismug, die het nauwst verbonden is met West-Nijltransmissie in het Midwesten van de VS; Aedes aegypti , de gelekoortsmug waarvan ook bekend is dat hij de zika- en denguevirussen overdraagt; en Anopheles gambiae , die malaria overdraagt.

"We denken dat het mechanisme van onze op terpeen gebaseerde insectenwerende middelen, die proberen na te bootsen wat de natuur doet, verschilt van die van de pyrethroïden, " waar veel muggensoorten resistent tegen zijn geworden, zegt jassen. "Wij geloven dat deze 'next-gen' ruimtelijke afweermiddelen nieuwe hulpmiddelen zijn die extra bescherming kunnen bieden tegen muggen in behandelde tuinen, parken, campings, paardenstallen en vee-inrichtingen. Onze volgende stap is om nauwkeuriger te begrijpen hoe de insectenwerende middelen de muggen biologisch beïnvloeden."