Самое смертоносное животное в мире - это не свирепый лев, не могучий бегемот и даже не ядовитая змея, это крошечное насекомое, чья способность распространять смертельные болезни превосходит даже самых смертоносных хищников.
По данным Центра по контролю и профилактике заболеваний США, именно комары убивают больше людей, чем любое другое существо в мире, передавая такие болезни, как малярия, денге, Западный Нил, желтая лихорадка и Зика. Энергия, которую люди тратят на борьбу друг с другом, “несравнима с усилиями, которые мы должны приложить для борьбы с болезнями, переносимыми комарами”, - говорит Даниэль Войнак, исследователь и кандидат наук из Еврейского университета в Иерусалиме, который придумал новый способ уберечь нашу кожу от насекомых.
Комары встречаются по всему миру и размножаются во влажных и теплых местах (Фото: Depositphotos)
Комары, которых насчитывается более 3700 видов, обитают практически в любой точке планеты, и по мере повышения глобальной температуры из-за изменения климата ожидается, что количество теплых и влажных районов, в которых они процветают, будет только увеличиваться, а вместе с ними и число случаев заболеваний, которые они переносят.
Безопасное и эффективное предотвращение укусов насекомых остается проблемой. Наиболее эффективные репелленты, рекомендованные Агентством по охране окружающей среды США, такие как ДЭТА (диэтилтолуамид), содержат химические вещества, которые в отчете, опубликованном Национальным центром биотехнологической информации правительства США, названы «тихим экологическим химическим токсикантом».
Даниэль Войнак и его коллеги из Еврейского университета разработали гель на основе целлюлозы, который высыхает на коже, образуя, по его словам, «действительно прочную, прозрачную пленку», которая не позволяет комарам улавливать человеческие запахи, привлекающие их к нам.
Целлюлоза, как и крахмал, является природным полисахаридом, состоящее из углерода, водорода и кислорода, которое содержится в растениях, включая фрукты, овощи и древесину. Она используется в промышленности в производстве бумаги, клеев и даже косметики, и, хотя она не растворяется в воде, молекулы в пленке, созданной Войнаком и его коллегами, могут быть диспергированы водой.
Войнак говорит, что идея создания целлюлозного геля возникла во время пандемии коронавируса, когда один из двух его научных руководителей в Еврейском университете, Йосси Палтиель, пожаловался, что он не может проводить много времени в своем саду из-за своей восприимчивости к укусам комаров.
Это привело к разговору между Палтиелем и другим руководителем Войнака, профессором Одедом Шосейовым, об объединении их обширных научных знаний и изучении способов борьбы с комарами.
Группа, объединившаяся для разработки целлюлозного геля — Палтиель, Шосейов, Войнак, профессор Джонатан Бобо и кандидат наук Эвьятар Сар-Шалом — были вдохновлены редким исследованием использования графена, недавно открытого прочного, прозрачного и проводящего материала, состоящего из тонкого слоя атомов углерода, в качестве потенциального средства от комаров.
Многие средства от насекомых содержат химические вещества, вызывающие воздействие на окружающую среду (Фото: Depositphotos)
Однако они решили, что графен не является приемлемым вариантом, несмотря на то, что его плотная атомная структура фактически блокирует запах тела человека.
«Комары пролетали бы мимо и ничего не замечали», — рассказал Войнак изданию NoCamels, назвав графен «химическим камуфляжем».
«Это хорошая теоретическая концепция, — говорит он, — но ее не очень-то можно масштабировать, поскольку токсичность графена неизвестна».
Более того, объясняет он, при увеличении площади покрытия кожи графен приобретает темный цвет, что делает его непригодным для использования.
Вместо этого они обратились к широко используемой целлюлозе, свойства которой Войнак уже изучал применительно к электротехнике в рамках своей докторской диссертации.
«Мы работали в лаборатории с этим действительно классным материалом, который очень тонкий, прозрачный и получен из растений», — говорит Войнак. «Так что у нас были знания о том, как использовать этот материал».
Испытания целлюлозного геля — добровольцы с нанесенным на кожу гелем вставляли руку в клетку с комарами — показали 80-процентное сокращение укусов, что, по словам Войнака, было «действительно хорошим» результатом.
Возможно, что еще более важно, они обнаружили, что использование целлюлозного геля привело к 99,4-процентному сокращению количества яиц, откладываемых самками комаров, участвовавшими в тесте, поскольку для создания яиц им нужна человеческая кровь.
Войнак объясняет, что только самки комаров питаются кровью людей, чтобы получить питательные вещества, необходимые для создания оболочек яиц.
«Это также означало, что мы могли бы создать эффективное решение для предотвращения распространения комаров», — говорит он.
Личинки и яйца комаров в воде; только самкам для развития яиц нужна человеческая кровь (Фото: Depositphotos)
В этот момент команда обратилась в Yissum , компанию по передаче технологий Еврейского университета, и запатентовала свое открытие. Они также опубликовали статью о своем исследовании в PNAS Nexus , издании Национальной академии наук США.
Газета произвела фурор на международном уровне, получив освещение в десятках новостных агентств по всему миру и вызвав интерес у тех, кого Войнак называет «лидерами отрасли репеллентов от комаров», которые хотели узнать больше о продукте. Он подчеркивает, что это не фармацевтические компании, а косметические фирмы, которые отвечают за разработку репеллентов от насекомых для людей.
И поскольку США считают репелленты от комаров пестицидами, их воздействие на организм человека не регулируется, объясняет он, и оценивать нужно только их воздействие на окружающую среду и самих комаров. Кроме того, все компоненты в геле являются установленными ингредиентами для косметики.
На данный момент команда обрабатывает данные первого раунда испытаний, проводит дальнейшие испытания и совершенствует прототип геля.
По словам Войнака, если прототип удастся успешно масштабировать и он все еще будет работать, то он «на 95 процентов близок к конечному продукту».
Благодаря сотрудничеству с Yissum команда поддерживает контакты с рядом компаний, заинтересованных в геле, и Войнак знает о его потенциале не только в снижении количества яиц и укусов комаров, но и в снижении количества заболеваний, которые насекомые могут передавать человеку.
«Мы говорим о малярии — это 1,16 смертей в минуту», — говорит он.
«Так что это также гонка со временем; есть более серьезная проблема, чем просто университетская лаборатория, пытающаяся заработать деньги на крутом изобретении. Если у нас есть настоящая технология, мы хотим поспешить, чтобы как можно быстрее внедрить ее для тех людей, которые в ней нуждаются».
