Da die Menschheit in vielen Teilen der Welt durch krankheitserregende Mücken einem unerbittlichen Druck ausgesetzt ist, besteht ein dringender Bedarf an neuen Werkzeugen, die gegen diese Bestien eingesetzt werden können - weil sie immer beängstigender werden.
Obwohl DEET nach wie vor das am häufigsten eingesetzte und leistungsstärkste Mückenschutzmittel ist, das jemals entwickelt wurde, verfolgen die Wissenschaftler aktiv wirksame Produkte, die ausschließlich auf Pflanzenölen basieren und deren Wurzeln zum Teil auf traditionelle Heilmittel zurückgehen. Die Vorteile dieser pflanzlichen Repellentien sind ihr angenehmer Duft, das angenehme Hautgefühl und die Dampfwirkung, aber nur, wenn wir diese natürlichen Verbindungen dazu bringen können, so lange wie die heutigen kommerziellen Produkte zu halten. Während DEET ein wirksames Kontaktschutzmittel ist, mögen viele Menschen das ölige Gefühl und den Geruch auf ihrer Haut nicht und manchmal treten Hautirritationen auf. Eine Konsequenz ist, dass Militärpersonal weniger geneigt ist, DEET auf der Haut anzuwenden, weil es unangenehm zu benutzen ist. Dies erhöht das Risiko, dass sie sich durch Mücken übertragene Krankheiten zuziehen. Verbraucher sind immer an Alternativen zu DEET und anderen synthetischen Repellentien interessiert, daher gibt es auf dem Markt zahlreiche natürliche Repellentien.
In meinem Labor an der Iowa State University forschen mein Team und ich seit 20 Jahren an Naturprodukten als mögliche Insektenschutzmittel. Wir begannen mit der Verfolgung der Folklore in Bezug auf Katzenminzenöl aus der Katzenminze und Osage Orange (Heckenapfel) als Repellentien für Insekten und Spinnen. Zuerst haben wir bewiesen, dass sie diese Insekten abwehren können, und später haben wir die einzelnen Chemikalien, Terpene genannt, in ihren Ölen identifiziert, die für ihre abwehrende Wirkung verantwortlich sind. Diese Entdeckungen brachten uns drei Patente auf diese natürlichen Terpene als Repellentien ein, und die Rechte wurden an eine kalifornische Firma lizenziert.
Wissenschaftler im Labor von Joel Coats identifizierten mückenabweisende Chemikalien aus der Osage-Orange, Maclura pomifera, die auch als Heckenapfel, Bois d'arc oder Bodark bekannt ist. (Lyudvig Aristarhovich / shutterstock.com) Die stärksten natürlichen Repellentien wirkten schnell, hielten aber nicht lange an. Einige der Osage-Orangen hatten eine längere Aktivität, aber es war teuer, sie aus den Früchten zu isolieren oder im Labor zu synthetisieren. Viele andere pflanzliche ätherische Öle, die „Essenz“ der Pflanze, wurden von unserem und vielen anderen Laboratorien als Insektenschutzmittel untersucht, aber praktisch alle dieser natürlichen Schutzmittel waren zu kurzlebig und boten kaum mehr als einem oder mehreren Schutz vor Insekten zwei Stunden. Einige der besten Öle sind Zitronengras, Zimt und Zitronengrasöl. Unsere Gruppe nahm die Herausforderung an, hochwirksame und lang anhaltende Repellentien zu entwickeln.
Seit diesen früheren Studien hat sich meine Forschungsgruppe darauf konzentriert, Derivate der besten natürlichen Repellentien herzustellen, um die Abwehrkraft des Terpens zu steigern, die im Labor bis zu acht Stunden anhält. Drei meiner Doktoranden Die Studenten James Klimavicz, Caleb Corona und Edmund Norris haben maßgeblich zu diesem Projekt beigetragen, indem sie mehr als 300 eng verwandte Chemikalien entwickelt, synthetisiert, gereinigt, charakterisiert und getestet haben, die aus den besten natürlichen Repellentien wie Citronellol, Menthol und Thymol gewonnen wurden.
Ein Ladenregal ist mit Flaschen und Tuben verschiedener Marken von Insektenschutzmitteln ausgekleidet. (Sheila Fitzgerald / Shutterstock.com) Diese Studenten haben diese Derivate erfolgreich gegen drei Arten von Mücken getestet: die Gelbfieber- / Zika-Virus-Mücke Aedes aegypti, die nördliche Hausmücke, die das West-Nil-Virus überträgt, Culex pipiens und die afrikanische Malariamücke Anopheles gambiae . Darüber hinaus haben sie die Wirksamkeit der besten gegen Hundezecken und die Hirschzecke, die die Lyme-Borreliose überträgt, sowie gegen Stubenfliegen bewertet.
Eine Gruppe der neuen Repellentien wirkt durch die Luft, ähnlich wie Citronellaöl in gelben Kerzen. Diese Chemikalien haben eine Dampfwirkung, die Schutz bietet, und werden als "räumliche" Abwehrmittel bezeichnet, da sie durch den Raum wirken. Diese sind möglicherweise am nützlichsten in Hinterhöfen, Parks, Häusern, Kasernen und Pferdeställen. Eine weitere Gruppe der neuen Verbindungen sind die klassischen "Kontakt" -Repellentien, die Insekten abwehren, wenn sie auf einer behandelten Oberfläche wie menschlicher Haut, Kleidung oder Zelten stehen. Mitarbeiter des USDA-ARS in Gainesville, Florida, und von BioGents in Regensburg, Deutschland, haben Tests mit Menschen durchgeführt, um die Wirksamkeit zu bestätigen und die allerbesten zu identifizieren.
Mein Labor hat derzeit einen dreijährigen Zuschuss vom Deployed War Fighter Protection Program des Verteidigungsministeriums, um die Forschung und Tests über das Labor hinaus auf die nächste Stufe zu heben. Unsere Compounds werden von einem kommerziellen Partner getestet, um herauszufinden, ob Raumschutzmittel in Gebäuden oder im Außenbereich tagelangen oder wochenlangen Schutz bieten können.
Sie planen, die besten Kandidatenformulierungen gegen Mücken zuerst in Feldtests in Tansania und dann in anderen Ländern in den Tropen zu testen.
Die neuen Derivate werden als "biorational" bezeichnet, da sie aus den natürlichen Terpenen in pflanzlichen ätherischen Ölen hergestellt wurden. Sie behalten viele der Vorteile der natürlichen Repellentien bei: Sie sind vollständig biologisch abbaubar, ohne ökotoxikologische Bedenken oder Umweltrückstände und gelten im Allgemeinen als sicher wie die Tausenden von Arten von ätherischen Pflanzenölen, die in der Aroma- und Duftstoffindustrie verwendet werden. Es müssen jedoch gründliche toxikologische Tests durchgeführt werden, um festzustellen, ob sie wirklich nicht toxisch sind.
Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation veröffentlicht.
Joel Coats, angesehener Professor für Entomologie, Iowa State University
