Экзоскелет краба превратили в безопасный инсектицид

Несмотря на то, что плазмодии были открыты в 1880 году, малярия по-прежнему представляет собой эпидемиологическую угрозу. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), только за 2013 год из 198 миллионов пациентов от малярии скончались 584 тысячи человек. Основным средством профилактики в регионах с высоким уровнем риска (южная часть Африки) является распыление инсектицидов, в частности органофосфатов, опасных для нецелевых животных. Чтобы улучшить экологическую ситуацию, ученые ищут альтернативные способы борьбы с личинками малярийных комаров (Anopheles). В качестве основы для «зеленых» препаратов рассматриваются, например, эфирные масла и экстракты растений.

Между тем в 2010 году китайские исследователи показали, что контроль над популяцией плотоядных насекомых может проводиться путем выведения особей, рацион которых был обогащен хитозаном. Этот аминосахар широко представлен в тканях животных, в том числе панцирях членистоногих, клювах головоногих и яйцах нематод. При высокой адсорбции, реакционной способности и доступности хитозан нетоксичен для позвоночных и уже использовался при создании прототипов экологически чистых мембранных фильтров, пищевых пленок, а также носителей лекарств. В новой работе специалисты из Индии, Тайваня и других стран изучили инсектицидные свойства хитозана в наночастицах серебра.

Соединение восстанавливали из хитина краба Xenograpsus testudinatus, после чего полученный порошок смешивали с водным раствором нитрата серебра (AgNO₃). Результатом стала красно-бурая суспензия, хитозан и ионы серебра в которой формировали 30–50-нанометровые композиты. Затем препарат испытывали в серии экспериментов. На первом этапе ученые в разных концентрациях обрабатывали им личинок и куколок комара A. sundaicus в лаборатории и путем распыления в тестовых водохранилищах в Индии. Для оценки антибактериальной активности они изучили влияние вещества на патогены (Escherichia coli, Bacillus subtilis и другие), а также провели анализ кормовой пригодности личинок на золотых рыбках.

В лабораторных условиях наночастицы с хитозаном демонстрировали высокую токсичность для A. sundaicus даже в минимальных концентрациях, тогда как обработка водохранилищ снизила популяцию комара в воде на 29–100 процентных пунктов в зависимости от срока распыления. Также препарат сокращал популяцию B. subtilis, E.coli, Klebsiella pneumoniae и Proteus vulgaris. Отрицательных эффектов для золотых рыбок в экспериментах с резервуаром, обогащенным хитозаном, авторы не выявили. Любопытно, что, как и иные «зеленые» инсектициды, хитозан лучше справлялся с более молодыми комарами. По словам исследователей, работа дополняет информацию об экологичных методах профилактики малярии.

Статья опубликована в журнале Hydrobiologia.

В феврале стало известно, что новая вакцина против малярии прошла первую фазу клинических испытаний.