Quasi 700 milioni di persone soffrono di malattie trasmesse dalle zanzare, come la malaria, Nilo occidentale, Zika e febbre dengue, ogni anno, provocando oltre 1 milione di morti. Sempre più, molte specie di zanzare sono diventate resistenti ai popolari insetticidi a base di piretroidi. Oggi, i ricercatori segnalano una nuova classe di repellenti per zanzare basata su composti naturali che sono efficaci nel respingere le zanzare con potenzialmente meno effetti collaterali ambientali rispetto ai repellenti esistenti.

Gli scienziati presenteranno oggi la loro ricerca al 256th National Meeting &Exposition dell'American Chemical Society (ACS).

"I nostri nuovi repellenti si basano su come funziona già la natura, " Joel R. Cappotti, dottorato di ricerca, dice. "Per esempio, citronella, un repellente spaziale che deriva dalla citronella, contiene oli essenziali naturali che sono stati usati per secoli per respingere le zanzare. Ma la citronella non dura a lungo e vola via facilmente. Il nostro nuovo, i repellenti spaziali di nuova generazione sono varianti di prodotti naturali che durano più a lungo e hanno una maggiore repellenza".

Coats e gli studenti laureati James S. Klimavicz e Caleb L. Corona della Iowa State University di Ames hanno sintetizzato e testato centinaia di composti contro le zanzare. Sapevano che i sesquiterpenoidi, che si trovano in molte piante, sono efficaci repellenti per insetti, ma queste grandi molecole sono difficili da isolare dalle piante e difficili da produrre e purificare in laboratorio.

A causa delle difficoltà di sintetizzare i sesquiterpenoidi, Il team di Coats ha progettato i propri repellenti utilizzando piccoli, meno complesso, molecole facilmente ottenibili—monoterpenoidi e alcoli fenilpropanoidi con note, attività repellenti a breve termine contro gli insetti. Modificando chimicamente questi composti, hanno prodotto nuovi potenziali repellenti con pesi molecolari più elevati, rendendoli meno volatili e più duraturi. Klimavicz ha sintetizzato più di 300 composti, i più efficaci sono l'α-terpinil isovalerato (un composto naturale), citronellil ciclobutancarbossilato e citronellil 3, 3-difluorociclobutancarbossilato.

Per determinare l'efficacia dei composti come repellenti contro le zanzare, Corona li testa in una camera tubolare sviluppata nel laboratorio Coats. La camera ha carte da filtro alle due estremità. Una carta da filtro non ha niente sopra; l'altro ha applicato il repellente sintetizzato. Quindi le zanzare, allevate nel laboratorio di entomologia medica dell'Iowa State University, vengono introdotte nella camera. Corona utilizza la fotografia time-lapse e il monitoraggio di persona per oltre 2,5 ore per documentare se le zanzare migrano lontano dai repellenti candidati. I ricercatori stanno attualmente esplorando il monitoraggio computerizzato delle zanzare utilizzando filmati video per ottenere una migliore comprensione della repellenza e del comportamento delle zanzare quando esposti a questi composti.

Con questo metodo, i ricercatori hanno testato i repellenti con Culex pipiens , la zanzara della casa del nord, che è più strettamente legato alla trasmissione del Nilo occidentale negli Stati Uniti del Midwest; Aedes aegypti , la zanzara della febbre gialla che è anche nota per trasmettere i virus Zika e dengue; e Anopheles gambiae , che trasmette la malaria.

"Pensiamo che il meccanismo dei nostri repellenti a base di terpeni, che cercano di imitare ciò che fa la natura, è diverso da quello dei piretroidi, " a cui molte specie di zanzare sono diventate resistenti, Cappotti dice. "Riteniamo che questi repellenti spaziali di nuova generazione siano nuovi strumenti che potrebbero fornire una protezione aggiuntiva contro le zanzare nei cantieri trattati, parchi, campeggi, scuderie e allevamenti. Il nostro prossimo passo è capire più precisamente come i repellenti influenzano biologicamente le zanzare".