Поскольку человечество испытывает непрекращающееся давление со стороны комаров-переносчиков болезней во многих частях мира, существует острая необходимость в новых инструментах, которые можно использовать против этих зверей - потому что они продолжают становиться все страшнее.
Несмотря на то, что DEET остается наиболее широко используемым и самым мощным средством от комаров, когда-либо созданным, ученые активно ищут эффективные продукты, полностью основанные на растительных маслах, некоторые из которых уходят корнями в традиционные средства. Преимущества этих растительных репеллентов заключаются в их приятном аромате и приятном ощущении на коже и действии паров, но только в том случае, если мы сможем уговорить эти природные соединения продлить срок службы современных коммерческих продуктов. В то время как DEET является эффективным репеллентом, многие люди не любят ощущения жирности и запаха на своей коже, и иногда возникают раздражения кожи. Одним из следствий этого является то, что военнослужащие менее склонны соблюдать DEET на коже, потому что это неприятно в использовании. Это повышает риск заражения комарами. Потребителей всегда интересуют альтернативы DEET и другим синтетическим репеллентам, поэтому на рынке существует множество природных репеллентов.
В моей лаборатории в Университете штата Айова мы с моей командой в течение последних 20 лет проводили исследования натуральных продуктов как возможных средств от насекомых. Мы начали с изучения фольклора, относящегося к маслу кошачьей мяты, из растения мяты и апельсина Осейджа (изгороди) в качестве репеллента для насекомых и пауков. Сначала мы доказали, что они могут отталкивать этих насекомых, а затем мы определили отдельные химические вещества, называемые терпенами, в их маслах, которые отвечают за их отталкивающее действие. Эти открытия принесли нам три патента на эти природные терпены в качестве репеллентов, и права были лицензированы калифорнийской компании.
Ученые из лаборатории Джоэла Коутса идентифицировали химикаты, отталкивающие комаров, из апельсина Osage, Maclura pomifera, также известного как хедж-яблоко, Bois d'arc или бодарк. (Людвиг Аристархович / shutterstock.com) Самые сильные природные репелленты были быстродействующими, но длились не очень долго. Некоторые из апельсинов Osage обладали более продолжительной активностью, но их было дорого выделять из фруктов или синтезировать в лаборатории. Многие другие растительные эфирные масла, «сущность» растения, были исследованы в качестве средства от насекомых нашими и многими другими лабораториями, но практически все эти природные средства были слишком короткими, обеспечивая защиту от насекомых чуть более одного или два часа. Одними из лучших масел являются лемонграсс, корица и масло цитронеллы. Наша группа взяла на себя задачу разработать высокоэффективные, долговечные репелленты.
Со времени этих ранних исследований моя исследовательская группа сосредоточилась на создании производных лучших природных репеллентов в стремлении повысить репеллентную активность терпена, который длится до восьми часов в лаборатории. Трое из моих кандидатов наук Студенты - Джеймс Климавич, Калеб Корона и Эдмунд Норрис - внесли большой вклад в этот проект, разработав, синтезировав, очистив, охарактеризовав и протестировав более 300 близкородственных химических веществ, полученных из лучших природных репеллентов, таких как цитронеллол, ментол и тимол.
Полка магазина выложена бутылками и тюбиками различных марок репеллента. (Шейла Фицджеральд / Shutterstock.com) Эти студенты успешно протестировали эти производные против трех видов комаров: желтой лихорадки / комара вируса Зика Aedes aegypti, северного домашнего комара, который передает вирус Западного Нила, Culex pipiens и африканского малярийного комара Anopheles gambiae . Кроме того, они оценили потенцию лучших против клещей собак и клещей оленей, которые передают болезнь Лайма, а также домашних мух.
Одна группа новых репеллентов действует по воздуху, очень похоже на масло цитронеллы в желтых свечах. Эти химические вещества обладают парообразным действием, которое обеспечивает защиту, и их называют «пространственными» репеллентами, поскольку они действуют в космосе. Они потенциально наиболее полезны во дворах, парках, домах, казармах и конюшнях. Другой группой новых соединений являются классические «контактные» репелленты, которые отталкивают насекомых от стояния на обработанной поверхности, такой как кожа человека, одежда или палатки; сотрудники USDA-ARS в Гейнсвилле, штат Флорида, и BioGents в Регенсбурге, Германия, провели тестирование на людях, чтобы подтвердить эффективность и определить самые лучшие из них.
В настоящее время моя лаборатория получает трехлетний грант от Программы защиты военного истребителя Министерства обороны, чтобы провести исследования и испытания на следующем уровне, за пределами лаборатории. Наши соединения проверяются коммерческим партнером, чтобы выяснить, могут ли пространственные репелленты обеспечить защиту в течение нескольких дней или недель в здании или на открытом воздухе.
Они планируют проверить лучшие составы кандидатов против комаров в полевых испытаниях сначала в Танзании, а затем и в других странах в тропиках.
Новые производные называют «биорациональными», потому что они были разработаны и изготовлены из натуральных терпенов в эфирных маслах растений. Они сохраняют многие преимущества природных репеллентов: они полностью разлагаются микроорганизмами, не имеют проблем с экотоксикологией или вредными веществами окружающей среды и, как правило, считаются безопасными, как тысячи видов эфирных масел растений, используемых в ароматизирующих и парфюмерных производствах. Тем не менее, необходимо провести тщательное токсикологическое тестирование, чтобы определить, действительно ли они нетоксичны.
Эта статья была первоначально опубликована на разговор.
Джоэл Коутс, Заслуженный профессор энтомологии, Университет штата Айова
