Znajdź zawartość

Na Vanderbilt University powstał środek odstraszający owady, który jest tysiące razy bardziej skuteczny niż DEET, aktywny składnik większości repelentów. Co więcej wynalazek z Vanderbilt działa też na muchy, ćmy czy mrówki. VUAA1 (Vanderbilt University Allosteric Agonist) wykorzystuje najnowsze odkrycia dotyczące zmysłu węchu u komarów, których dokonano w ramach badań walki z malarią finansowanych przez Fundację Billa i Melindy Gatesów. To nie było coś, co spodziewaliśmy się znaleźć. To anomalia, którą zauważyliśmy podczas testów - mówi świeżo upieczony magister, David Rinker. Dotychczas naukowcy sądzili, że węch komarów działa na poziomie molekularnym tak, jak u ssaków. U tych ostatnich receptory zapachu znajdują się na powierzchni komórek nerwowych i gdy do receptora dotrze odpowiadająca mu molekuła zapachu, automatycznie przesyłany jest sygnał do mózgu. W ostatnich latach okazało się, że węch u komarów działa nieco inaczej. Receptory zapachu nie są u nich autonomiczne, ale współpracują z koreceptorami, zwanymi Orco. Po wykryciu zapachu przez receptor to Orco działa jako swoisty przełącznik, informujący mózg o tym, który receptor jest aktywny. Inne receptory pozostają w tym czasie nieaktywne. Uczeni stwierdzili, że jeśli udałoby się im jednocześnie aktywować wszystkie Orco, to mózg komara otrzyma zbyt dużo informacji o zapachach. Tak, jakby zwierzę jednocześnie czuło każdy możliwy zapach. A to oznacza, że w praktyce nie będzie w stanie wyczuć niczego. Aby znaleźć środek chemiczny, który wpłynie bezpośrednio na Orco doktor Patrick Jones wprowadził receptory zapachu komara do komórek nerkowych ludzkiego embrionu, a David Rinker przetestował je poddając działaniu 118 000 różnych molekuł wykorzystywanych w produkcji leków. W ten sposób odkryli związek, który potrafi jednocześnie uruchomić wszystkie receptory węchowe komarów i nazwali go VUAA1. VUAA1 daje możliwość opracowania nowej klasy środków, które posłużą nie tylko do odstraszania komarów i zwalczania w ten sposób malarii, ale również przydadzą się ludziom odpoczywającym we własnym ogrodzie, czy też rolnikom chcącym odstraszyć szkodniki od upraw - stwierdził Jones. Oczywiście VUAA1 nie trafi na rynek jeszcze przez wiele lat. Konieczne jest bowiem przeprowadzenie licznych testów, które wykażą, w jaki sposób wpływa on na człowieka i środowisko naturalne. Jeśli wpływ ten będzie negatywny, to mogą upłynąć kolejne lata, zanim naukowcy zmodyfikują VUAA tak, by nie szkodził człowiekowi, a jednocześnie odstraszał owady.

Choć trudno w to uwierzyć, od 1946 r. aż do pierwszych lat XXI wieku naukowcom udało się zidentyfikować i skomercjalizować tylko jeden związek skutecznie zwalczający komary i jednocześnie bezpieczny dla ludzi. Na szczęście w ostatnim czasie pojawiło się aż 10 nowych, bardzo obiecujących substancji. Jak dotąd jedyną substancją uznawaną za prawdziwie skuteczną i stosunkowo bezpieczną broń przeciwko komarom był N,N-Dietylo-meta-toluamid (DEET). Po 11 latach stosowania przez armię USA, w 1957 r. został on udostępniony cywilom. Szybko stał się popularnym środkiem chroniącym przed ukąszeniami owadów, a jego sprzedaż trwa do dziś. Niestety, pomimo wysokiej skuteczności, DEET miał także swoje wady, takie jak nieprzyjemny zapach oraz kleista konsystencja. Okazały się one jednak drobnostką, gdy niedawno okazało się, że ten popularny środek wykazuje działanie neurotoksyczne dla zwierząt (badań na ludziach jeszcze nie przeprowadzono). Dodatkowo wielu specjalistów obawia się, że komary mogą przestać reagować na DEET, w związku z czym poszukiwanie nowych repelentów (środków odstraszających) jest niemal koniecznością. Dr Ulrich Bernier, pracownik naukowy amerykańskiego Departamentu Rolnictwa, postanowił poszukać potencjalnych następców DEET. Wykorzystał w tym celu oprogramowanie komputerowe. Na początku aplikację "nauczono" cech budowy cząsteczek dobrych repelentów na przykładzie 150 takich związków. Następnie przygotowany w ten sposób program wykorzystano do analizy molekuł 30000 związków testowanych jako potencjalne repelenty przez ostatnich 60 lat. Po zidentyfikowaniu 11 najbardziej obiecujących substancji, badacz "zaprojektował" na komputerze i zsyntetyzował 23 nowe. Spośród wytworzonych związków aż 10 wykazywało bardzo wysoką skuteczność. W porównaniu do DEET, który po nasączeniu kawałka tkaniny chronił okrytą nim rękę przed ukąszeniami przez 17,5 dnia, były one ponaddwukrotnie skuteczniejsze - czas ochrony wynosił w ich przypadku aż 40 dni. Co więcej, nie miały one ani nieprzyjemnego zapachu, ani kleistej konsystencji - cech charakterystycznych dla repelentu stosowanego dotychczas. Obecnie przed zespołem dr. Berniera stoi jeszcze jedno ciężkie zadanie. Naukowcy muszą przekonać przedstawicieli przemysłu, by przeprowadzili dalsze testy skuteczności i bezpieczeństwa odkrytych związków. Biorąc pod uwagę liczbę substancji badanych dotychczas oraz eksperymentów zakończonych niepowodzeniem, inwestorzy muszą się liczyć z wysokim ryzykiem niepowodzenia takiego przedsięwzięcia. Być może jednak przekona ich wizja potencjalnych zarobków...

DEET (N,N-dietylo-m-toluamid), związek powszechnie stosowany w preparatach odstraszających owady, wykazuje działanie neurotoksyczne. Francuzi udowodnili, że zarówno u owadów, jak i u ssaków blokuje działanie enzymu acetylocholinesterazy (BMC Biology). Acetylocholinesteraza, zwana też esterazą acetylocholinową (AChE), rozkłada jeden z podstawowych neuroprzekaźników – acetylocholinę. Katalizuje reakcję hydrolizy, w wyniku czego powstają octan oraz cholina. Vincent Corbel z Institut de Recherche pour le Développement w Montpellier i Bruno Lapied z Université d'Angres stworzyli zespół, który zajął się działaniem DEET na poziomie molekularnym i jego toksycznością. Odkryliśmy, że DEET nie jest związkiem chemicznym zmieniającym po prostu zachowanie owadów, lecz że hamuje on aktywność kluczowego enzymu ośrodkowego układu nerwowego – acetylocholinesterazy. DEET został wynaleziony przez chemików pracujących dla armii USA. Żołnierzom dały się bowiem we znaki manewry prowadzone w lasach zwrotnikowych podczas drugiej wojny światowej. Po raz pierwszy wojsko posłużyło się tym repelentem już w 1946 r., a cywile 11 lat później, bo w 1957 r. DEET działa m.in. na meszki, komary, kleszcze, muchy końskie i tse-tse. Podczas eksperymentów Francuzi zauważyli, że hamując AChE, DEET naśladuje działanie takich insektycydów, jak karbaminiany czy związki fosforoorganiczne. Są one często łączone z N,N-dietylo-m-toluamidem, a DEET wzmaga toksyczność karbaminianów. Ponieważ preparaty z DEET można kupić w wielu krajach, w tym w Polsce, trzeba jak najszybciej stwierdzić, jak działają na ludzi i opracować bezpieczniejsze odstraszacze owadów.

Naukowcom z Uniwersytetu Rockefellera udało się wyjaśnić fenomen skuteczności stosowanego powszechnie związku odstraszającego komary, zwanego DEET (N,N-dietylo-toluamidu). Okazuje się, że związek ten wcale nie odstrasza moskitów, lecz jedynie blokuje ich zdolność do wykrywania obecności człowieka. Z punktu widzenia komara najistotniejszym sygnałem bliskości ofiary jest słodki zapach jej potu. Pomocny jest także zapach dwutlenku węgla zawartego w wydychanym powietrzu, lecz sam w sobie bodziec ten nie zachęca komara do podjęcia ataku. Na czym więc polega rola DEET w ochornie ludzi przed insektem? Odkryto, że otacza on niektóre lotne związki zapachowe zawarte w pocie i w ten sposób uniemożliwia ich wykrycie przez specjalne zakończenia nerwowe w narządzie węchu owada. Dzięki temu możemy oddychać swobodnie i wydychać CO2, a mimo to nie narażać się na ukąszenia insekta. DEET jest najskuteczniejszym znanym repelentem, czyli związkiem zapobiegającym ukąszeniom przez owady. Jest to syntetyczny związek, opracowany w 1946 roku. Powstał na zlecenie amerykańskiej armii, której żołnierze zaraz po zakończeniu II Wojny Światowej apelowali o stworzenie środka, który pozwoliłby rozprawić się z tym problemem. Oprócz oczywistej poprawy komfortu związek ten poprawiał także bezpieczeństwo, chroniąc Amerykanów przed chorobami roznoszonymi przez moskity w strefie tropikanej, takimi jak malaria, denga, żółta febra czy filarioza. Jedenaście lat po wprowadzeniu do użytku w armii DEET trafił "do cywila", czyli na ogólnodostępny rynek. Aby zbadać działanie N,N-dietylo-toluamidu, naukowcy badali aktywność elektryczną neuronów powiązanych z odczuwaniem węchu u dwóch gatunków: komara oraz muszki owocówki. W wyniku badań udowodniono, że DEET pozbawia przedstawicieli obu gatunków zdolności odczuwania zapachu potu, lecz nie stracili oni zdolności do wykrywania dwutlenku węgla. Bez wykrycia naturalnego zapachu człowieka, insekty nie są w stanie "dostrzec" obecności atrakcyjnego celu - mówią autorzy odkrycia.