Genom en enkel process för uppvärmning och kylning, Forskare från New York University har skapat en ny kristallform av deltametrin - en vanlig insekticid som används för att kontrollera malaria - vilket resulterar i en insekticid som är upp till 12 gånger effektivare mot myggor än den befintliga formen.

Resultaten, publiceras i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) , kan ge ett välbehövligt och prisvärt insektsmedelsalternativ inför det växande motståndet bland myggor.

"Användningen av mer aktiva kristallformer av insekticider är en enkel och kraftfull strategi för att förbättra kommersiellt tillgängliga föreningar för malariakontroll, kringgå behovet av att utveckla nya produkter i den pågående kampen mot myggburna sjukdomar, sa Bart Kahr, professor i kemi vid NYU och en av studiens seniorförfattare.

"Förbättringar av malariakontroll behövs lika brådskande som någonsin under den globala covid-19-krisen, ", tillade Kahr. "Antalet dödsfall från malaria i Afrika i år förväntas fördubblas som ett resultat av coronavirusrelaterade störningar i leveranskedjorna. Vi behöver folkhälsoåtgärder för att begränsa både infektionssjukdomar, och för malaria, detta inkluderar mer effektiva insekticider."

Malaria är en stor folkhälsoutmaning över hela världen, med mer än 200 miljoner fall och 400, 000 dödsfall rapporteras varje år. Insekticider som deltametrin kan förhindra spridning av sjukdomar som bärs av myggor och sprayas ofta inomhus och på sängnät. Dock, myggor blir alltmer resistenta mot insekticider, lämnar forskare och folkhälsotjänstemän som söker efter alternativ med nya handlingssätt.

Många insekticider, inklusive deltametrin, är i form av kristaller - forskningsfokus för Kahr och kollegan NYU kemiprofessor Michael Ward. När myggor trampar på insekticidkristaller, insekticiden absorberas genom deras fötter och, om det är effektivt, dödar myggorna.

Som en del av deras forskning om kristallbildning och tillväxt, Kahr och Ward studerar och manipulerar insekticidkristaller, utforska deras alternativa former. I deras PNAS-studie, forskarna värmde upp den kommersiellt tillgängliga formen av deltametrin till 110°C/230°F i några minuter och lät den svalna till rumstemperatur; detta resulterade i en ny kristalliserad form av deltametrin, består av långa, små fibrer som strålar ut från en enda punkt.

När de testades på Anopheles quadrimaculatus och Aedes aegypti myggor - som båda överför malaria - och fruktflugor, den nya kristallformen av deltametrin arbetade upp till 12 gånger snabbare än den befintliga formen. Snabbverkande insekticider är viktiga för att snabbt bekämpa myggor innan de förökar sig eller fortsätter att sprida sjukdomar.

Den nya formen förblev också stabil - och kunde snabbt döda myggor - i minst tre månader.

För att simulera hur de två formerna av deltametrin skulle fungera för att hejda spridningen av malaria, forskarna vände sig till epidemiologisk modellering som tyder på att användning av den nya formen i inomhusbesprutning i stället för den ursprungliga formen avsevärt skulle undertrycka malariaöverföring, även i regioner med höga nivåer av insekticidresistens. Dessutom, mindre av den nya formen skulle behöva användas för att uppnå samma effekt, potentiellt sänka kostnaderna för myggkontrollprogram och minska miljöexponeringen för insekticidet.

"Deltametrin har varit ett ledande verktyg för att bekämpa malaria, men det går en oviss framtid till mötes, hotas av att utveckla insekticidresistens. Den enkla beredningen av denna nya kristallform av deltametrin, i kombination med dess stabilitet och markant större effektivitet, visar oss att den nya formen kan fungera som ett kraftfullt och prisvärt verktyg för att kontrollera malaria och andra myggburna sjukdomar, sa Ward.