Hoe op planten gebaseerd muggenspray beter kan werken dan DEET-insectenspray

Omdat de mensheid in veel delen van de wereld meedogenloze druk ondervindt van muggen die ziekten verspreiden, is er een dringende behoefte aan nieuwe instrumenten om tegen die beesten te gebruiken - omdat ze steeds enger worden.

Hoewel DEET het meest gebruikte en meest krachtige, muggenmelkmiddel is dat ooit is ontwikkeld, zijn wetenschappers actief op zoek naar effectieve producten die volledig zijn gebaseerd op plantaardige oliën, waarvan sommige hun oorsprong vinden in traditionele remedies. De voordelen van deze van planten afkomstige insectenwerende middelen zijn hun aangename geur en aangenaam gevoel op de huid en dampwerking, maar alleen als we deze natuurlijke stoffen kunnen laten meegaan zo lang als de hedendaagse commerciële producten. Hoewel DEET een effectief contactafweermiddel is, houden veel mensen niet van het olieachtige gevoel en de geur op hun huid en soms komen huidirritaties voor. Eén gevolg is dat militair personeel minder geneigd is om te voldoen aan het gebruik van DEET op de huid omdat het onaangenaam is om het te gebruiken. Dit verhoogt hun risico om door muggen overgedragen ziekten op te lopen. Consumenten zijn altijd geïnteresseerd in alternatieven voor DEET en andere synthetische insectenwerende middelen, dus er zijn talloze natuurlijke insectenwerende middelen op de markt.

In mijn lab aan Iowa State University, hebben mijn team en ik de afgelopen 20 jaar onderzoek gedaan naar natuurlijke producten als mogelijke insectenwerende middelen. We begonnen met het volgen van de folklore met betrekking tot kattenkruidolie, van de catmint-plant en Osage-sinaasappel (haagappel) als insectenwerende middelen voor insecten en spinnen. Eerst hebben we bewezen dat ze deze insecten konden afstoten, en later identificeerden we de afzonderlijke chemicaliën, terpenen genaamd, in hun oliën die verantwoordelijk zijn voor hun afstotende werking. Deze ontdekkingen leverden ons drie octrooien op die natuurlijke terpenen als insectenwerende middelen op en de rechten werden in licentie gegeven aan een bedrijf in Californië.

De sterkste natuurlijke afweermiddelen werkten snel, maar duurden niet lang. Een paar van de Osage-sinaasappel hadden een langere levensduur, maar ze waren duur om te isoleren van de vrucht of te synthetiseren in het laboratorium. Veel andere etherische oliën van planten, de 'essentie' van de plant, zijn door onze en vele andere laboratoria onderzocht als insectenwerende middelen, maar vrijwel al die natuurlijke insectenwerende middelen hadden een te korte levensduur en bieden bescherming tegen insecten voor weinig meer dan één of twee uur. Enkele van de beste oliën zijn citroengras, kaneel en olie van citronella. Onze groep ging de uitdaging aan om zeer effectieve, duurzame insectenwerende middelen te ontwerpen.

Sinds die eerdere studies richtte mijn onderzoeksgroep zich op het maken van derivaten van de beste natuurlijke insectenwerende middelen in een zoektocht om de afstotende kracht van de terpeen te versterken die tot acht uur in het laboratorium duurt. Drie van mijn Ph.D. studenten - James Klimavicz, Caleb Corona en Edmund Norris - hebben enorm aan dit project bijgedragen door meer dan 300 nauw verwante chemicaliën te ontwerpen, te synthetiseren, te zuiveren, te karakteriseren en te testen, afgeleid van de beste natuurlijke afweermiddelen zoals citronellol, menthol en thymol.

Deze studenten hebben deze derivaten met succes getest tegen drie soorten muggen: de gele koorts / Zika-virusmug, Aedes aegypti, de noordelijke huismug die het West-Nijlvirus overbrengt, Culex pipiens en de Afrikaanse malaria-mug, Anopheles gambiae. Bovendien hebben ze de potentie van de besten tegen de hondentikken en de hertentik, die de ziekte van Lyme overdraagt, en ook huisvliegen geëvalueerd.

Een groep van de nieuwe insectenwerende middelen werkt door de lucht, ongeveer zoals citronellaolie in gele kaarsen. Deze chemicaliën hebben een dampwerking die bescherming biedt, en ze worden 'ruimtelijke' insectenwerende middelen genoemd, omdat ze door de ruimte werken. Deze zijn mogelijk het nuttigst in achtertuinen, parken, huizen, barakken en paardenschuren. Een andere groep van de nieuwe verbindingen zijn de klassieke "contact" -afweermiddelen die insecten afweren van het staan ​​op een behandeld oppervlak, zoals menselijke huid, kleding of tenten; medewerkers van de USDA-ARS in Gainesville, Florida, en BioGents in Regensburg, Duitsland, hebben testen met mensen uitgevoerd om de effectiviteit te bevestigen en de allerbeste te identificeren.

Mijn laboratorium heeft momenteel drie jaar subsidie ​​van het Deployed War Fighter Protection Program van Defensie om het onderzoek en testen naar het volgende niveau te brengen, verder dan het laboratorium. Onze compounds worden getest door een commerciële partner om te onderzoeken of spatiale insectenwerende middelen dagen of weken bescherming kunnen bieden in een gebouw of buitenruimte.

Ze zijn van plan om eerst de beste kandidaatformuleringen tegen muggen te testen in veldproeven in Tanzania en vervolgens in andere landen in de tropen.

De nieuwe derivaten worden "biorational" genoemd omdat ze zijn ontworpen en gemaakt van de natuurlijke terpenen in etherische oliën van planten. Ze behouden veel van de voordelen van de natuurlijke insectenwerende middelen: ze zijn volledig biologisch afbreekbaar, zonder ecotoxicologische overwegingen of omgevingsresiduen, en worden over het algemeen als veilig beschouwd, net als de duizenden soorten etherische oliën van planten die worden gebruikt in de smaak- en geurstoffenindustrie. Er zullen echter grondige toxicologische tests moeten worden uitgevoerd om te bepalen of ze echt niet-toxisch zijn.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation door Joel Coats. Lees hier het originele artikel.