Hur växtbaserad myggmedel kan fungera bättre än DEET Bug Spray

Eftersom mänskligheten upplever obevekligt tryck från sjukdomsbärande myggor i många delar av världen finns det ett brådskande behov av nya verktyg att använda mot dessa djur - för att de fortsätter att bli skrämmande.

Även om DEET är den mest använda och mest kraftfulla myggavstötaren som någonsin utvecklats, forskar man aktivt efter effektiva produkter baserade helt på vegetabiliska oljor, som spårar sina rötter till traditionella läkemedel. Fördelarna med dessa växtbaserade repellenter är deras behagliga doft och en fin känsla på hud och ångverkan, men bara om vi kan samla dessa naturliga föreningar så länge som dagens kommersiella produkter. Medan DEET är ett effektivt kontaktavvisande medel, tycker många människor inte om den oljiga känslan och lukten på huden, och ibland uppstår hudirritationer. En följd är att militär personal är mindre benägen att följa med att använda DEET på huden eftersom det är obehagligt att använda. Detta ger upphov till risk för att man drabbas av myggburen sjukdomar. Konsumenterna är alltid intresserade av alternativ till DEET och andra syntetiska repellenter, så det finns många naturliga repellenter på marknaden.

I mitt laboratorium på Iowa State University har mitt team och jag forskat på naturliga produkter som möjligt insektsmedel i de senaste 20 åren. Vi började följa upp folklore om kattnipolja, från kattmyntplantan och Osage orange (hedge apple) som repellenter för insekter och spindlar. Först visade vi att de kunde avvärja dessa insekter och senare identifierade vi de enskilda kemikalierna, som kallas terpener, i sina oljor som är ansvariga för deras repellentverkan. Dessa upptäckter tjänade oss tre patent på de naturliga terpenerna som repellenter, och rättigheterna var licensierade till ett Kalifornien företag.

De starkaste naturliga repellenterna var snabbverkande men varade inte länge länge. Några från Osage-orange hade långvarig aktivitet, men de var dyra att isolera från frukten eller syntetisera i labbet. Många andra växtoljor, växtens "väsen", har undersökts som insektsmedel från våra och många andra laboratorier, men i stort sett alla dessa naturliga repellenter var för kortlivade och gav skydd mot insekter för lite mer än en eller flera två timmar. Några av de bästa oljorna är citrongräs, kanel och citronellolja. Vår grupp tog upp utmaningen att designa mycket effektiva, långvariga repellenter.

Sedan tidigare studier har min forskningsgrupp fokuserat på att göra derivat av de bästa naturliga repellenterna i ett försök att öka terpenens repellerande styrka som håller upp till åtta timmar i laboratoriet. Tre av min doktorand studenter - James Klimavicz, Caleb Corona och Edmund Norris - har bidragit kraftigt till detta projekt genom att designa, syntetisera, rena, karakterisera och testa mer än 300 närbesläktade kemikalier härrörande från de bästa av de naturliga repellenterna som citronellol, mentol och tymol.

Dessa studenter har framgångsrikt testat dessa derivat mot tre myggarter: Gula febern / Zika-virus mygga, Aedes aegypti, den nordliga husmyggen som överför västnilevirus, Culex pipiens, och afrikansk malaria mygga, Anopheles gambiae. Dessutom har de utvärderat styrkan hos de bästa mot hundkonst och hjortmarken, som överför Lyme-sjukdomen, och även husar flugor.

En grupp av de nya repellenterna verkar genom luften, ungefär som citronellaolja i gula ljus. Dessa kemikalier har en ångverkan som ger skydd, och de kallas "rumsliga" repellenter, eftersom de verkar genom rymden. Dessa är potentiellt mest användbara på bakgårdar, parker, hus, kaserner och hästfåglar. En annan grupp av de nya föreningarna är de klassiska "kontakt" avstötningsmedel som avstöter insekter från att stå på en behandlad yta, såsom mänsklig hud, kläder eller tält; samarbetspartners vid USDA-ARS i Gainesville, Florida och BioGents i Regensburg, Tyskland, har genomfört test med människor för att bekräfta effektiviteten och identifiera de allra bästa.

Mitt laboratorium har för närvarande ett treårigt bidrag från försvarsdepartementets deployerade krigsskyddsprogram för att ta forskningen och testningen till nästa nivå, bortom laboratoriet. Våra föreningar testas av en kommersiell partner för att undersöka om rumsliga repellenter kan ge dagar eller veckor av skydd i en byggnad eller utomhus.

De planerar att testa de bästa kandidatformuleringarna mot myggor i fälttest i Tanzania först och sedan andra länder i troperna.

De nya derivaten benämns "biorational" eftersom de designades från och gjordes av naturliga terpener i växtbaserade oljor. De behåller många av fördelarna med de naturliga repellenterna: De är helt biologiskt nedbrytbara, utan några ekotoxikologiska problem eller miljörester, och anses generellt säkra som de tusentals typerna av växtbaserade oljor som används i smak- och doftindustrin. Emellertid måste noggrann toxikologisk testning utföras för att avgöra om de är verkligt giftfria.

Den här artikeln publicerades ursprungligen på The Conversation av Joel Coats. Läs den ursprungliga artikeln här.