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Better tools for combating insect borne diseases by understanding influences on the fate of common pesticides in paint formulations

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Vernice insetticida: un nuovo approccio contro le malattie trasmesse dai vettori

Gli insetticidi sono una delle misure chiave contro le malattie trasmesse da vettori quali la malaria, il virus Zika, la febbre dengue e la febbre gialla. Gli scienziati del progetto ChiPyrNMR hanno studiato nuovi metodi per migliorare il controllo dei vettori.

Salute

I piretroidi sono uno dei migliori insetticidi suggeriti dall’OMS per la salute pubblica contro le malattie trasmesse da vettori. Le molecole piretroidi hanno centri chirali e possono esistere in diverse forme, note come stereoisomeri. Poiché non tutti gli stereoisomeri sono insetticidi attivi, è importante poter determinare le forme inattive dei piretroidi che potrebbero influire sulla loro efficacia. La vernice insetticida è stata proposta come metodo innovativo per portare gli insetti a contatto con l’insetticida. Si tratta di un approccio più mirato, sicuro per l’ambiente e meno dannoso per l’uomo contro le malattie trasmesse dai vettori. Tuttavia, i piretroidi diventano instabili soprattutto se incorporati in una matrice complessa quale la vernice. Con il supporto del programma Marie Skłodowska-Curie, il progetto ChiPyrNMR ha proposto di studiare la stabilità molecolare dei piretroidi nelle vernici. «Il nostro obiettivo era quello di capire meglio il destino degli insetticidi nelle matrici complesse e di migliorare la loro efficacia nella vernice», ha spiegato la ricercatrice borsista Federica Aiello. I ricercatori hanno utilizzato la spettroscopia a risonanza magnetica nucleare (RMN), una tecnica analitica molto potente che permette di rilevare i cambiamenti strutturali a livello molecolare. Hanno esplorato la decomposizione chimica degli insetticidi in diverse condizioni di pH e temperatura nel tempo. In combinazione con la spettrometria di massa e la cromatografia è stato possibile analizzare la decomposizione dei piretroidi e determinare se le molecole sono state sottoposte a isomerizzazione o idrolisi. Gli scienziati sono stati anche in grado di quantificare le specie di sottoprodotti presenti in ciascun caso e di esplorare l’uso degli stimolatori di stabilità, ponendo le basi per le indagini future. Un notevole sforzo è andato verso lo sviluppo di una metodologia per estrarre l’insetticida dalla complessa matrice senza alterarne la stabilità. I ricercatori sono stati anche in grado di filtrare gli spettri RMN e di migliorare l’identificazione dei segnali insetticidi, sopprimendo al contempo i segnali di fondo della matrice interferente. Inoltre, hanno sviluppato un metodo analitico su misura per la manipolazione e l’analisi di campioni di vernice contenenti piretroidi.

Ripercussioni del ChiPyrNMR e direzioni future

La metodologia basata sulla RMN sviluppata per l’analisi degli insetticidi nelle vernici presenta diversi vantaggi rispetto alle tradizionali misurazioni cromatografiche. È più rispettosa dell’ambiente in quanto richiede una quantità relativamente piccola di solvente organico e anche conveniente grazie al ridotto tempo di analisi sperimentale. Secondo il coordinatore del progetto Tony Davies, «l’analisi accurata degli additivi attivi in matrici complesse rappresenta una sfida sempre crescente per la comunità analitica». Che si tratti di additivi chimici negli alimenti o di insetticidi attivi in una complessa formulazione di vernici, spesso l’analisi deve essere eseguita in situ. Tuttavia, il processo di separazione impiegato nei metodi standard comporta fasi di estrazione potenzialmente invasive che causano il cambiamento di forma del componente attivo e portano a risultati non validi. In confronto, il metodo avanzato RMN del ChiPyrNMR è molto robusto: riduce al minimo la decomposizione e protegge il principio attivo, garantendo risultati più affidabili. Le malattie trasmesse dai vettori rappresentano oltre il 17 % delle malattie infettive, causando oltre 700 000 decessi ogni anno in tutto il mondo. Il lavoro di ChiPyrNMR contribuirà al controllo dei vettori attraverso vernici insetticide più efficaci e forse meno costose. Le conoscenze acquisite durante il progetto hanno il potenziale per essere sfruttate più ampiamente in altri sistemi e sostenere la ricerca su altri composti chimici.

Parole chiave

ChiPyrNMR, vernice insetticida, piretroide, RMN, configurazione chirale

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