13.10.2021 - New York University

Los químicos descubren formas de acción más rápida del insecticida imidacloprid

Nuevas formas cristalinas controlan los mosquitos y las moscas de la fruta hasta nueve veces más rápido, lo que permite utilizar menos cantidad

Los científicos han desarrollado siete formas cristalinas de imidacloprid -uno de los insecticidas más utilizados en el mundo- con el fin de reducir drásticamente su impacto ambiental, según un estudio publicado en el Journal of the American Chemical Society. Las nuevas formas actúan hasta nueve veces más rápido que la versión original, lo que significa que se puede utilizar una menor cantidad para controlar insectos como los mosquitos transmisores de enfermedades infecciosas, al tiempo que se reduce la posibilidad de dañar a otros organismos, como las abejas.

"Al utilizar formas modificadas de imidacloprid, podemos disponer de una estrategia sostenible para mejorar la capacidad del insecticida de controlar los mosquitos vectores de enfermedades, a la vez que se reduce la cantidad necesaria", afirma Bart Kahr, profesor de química de la Universidad de Nueva York que estudia el crecimiento de los cristales, y que dirigió esta investigación. "Esto proporciona una vía para minimizar la exposición y el daño a otros organismos, así como para retrasar el inicio del desarrollo de la resistencia por parte de los mosquitos, una urgencia donde la malaria es endémica".

El imidacloprid forma parte de la familia de los insecticidas neonicotinoides, que actúan sobre el sistema nervioso central de los insectos uniéndose al mismo receptor que la nicotina. Cuando los insectos se posan en superficies rociadas con imidacloprid, las moléculas del insecticida son absorbidas por los cristales a través de sus patas, alterando su sistema nervioso.

El imidacloprid se utiliza en diversos ámbitos, desde la protección de los cultivos hasta el tratamiento de las pulgas de los animales domésticos; también se rocía en interiores y exteriores en aplicaciones de salud pública. Desgraciadamente, el uso extensivo del imidacloprid en entornos agrícolas ha sido fuertemente implicado en la disminución de las colonias de abejas, lo cual es preocupante dada la importancia de los polinizadores para los cultivos y las flores. Aunque la Unión Europea ha prohibido el uso del imidacloprid debido a su gran toxicidad para las abejas, se sigue vendiendo en Estados Unidos y se utiliza ampliamente en más de 100 países de todo el mundo.

"Dado el uso generalizado del imidacloprid, reconocimos el valor de desarrollar formas más activas, que pudieran utilizarse en cantidades más pequeñas y, con suerte, ahorrar a los polinizadores", dijo Michael Ward, profesor de química de la NYU y autor del estudio. "Hemos tenido un éxito similar manipulando otro insecticida, la deltametrina, para obtener una versión cristalina más rápida".

En el estudio del Journal of the American Chemical Society, los investigadores descubrieron siete nuevas formas cristalinas de imidacloprid, que se suman a las dos versiones existentes, una de las cuales se utiliza comercialmente. El investigador y autor del estudio, Xiaolong Zhu, creó la mayoría de las nuevas formas cristalinas fundiendo y enfriando las formas comerciales.

A continuación, los investigadores probaron las tres nuevas formas estables de imidacloprid en tres tipos de mosquitos portadores de enfermedades(Aedes, que transmite el dengue, la chikungunya, la fiebre amarilla y el Zika; Anopheles , que transmite la malaria; y Culex, que transmite la filariasis linfática) y moscas de la fruta. Las tres formas de imidacloprid actuaron mucho más rápidamente que la forma comercial, y una de ellas mató a los mosquitos nueve veces más rápido. Los insecticidas que actúan con rapidez son importantes para controlar rápidamente a los mosquitos antes de que se reproduzcan o sigan propagando enfermedades y pueden reducir la probabilidad de que se desarrolle una resistencia a los insecticidas.

En particular, la forma más activa de imidacloprid resulta prometedora para su uso fuera del laboratorio y en el campo: sus cristales eran fáciles de preparar mediante calentamiento y enfriamiento y permanecían estables a temperatura ambiente. Las formas cristalinas más activas tienden a ser menos estables -a menudo se transforman en sus homólogas más estables, que son menos activas como insecticidas-, pero la versión de imidacloprid de acción más rápida persistió durante al menos seis meses.

"El imidacloprid es una composición de materia muy preocupante, pero al mismo tiempo es extremadamente popular. Si los organismos reguladores de Norteamérica no lo prohíben, las intervenciones sencillas para minimizar la exposición ambiental pueden tener valor", dijo Kahr. "Un estudio minucioso del crecimiento de los cristales puede proporcionar una estrategia para lograr los objetivos de prevenir las enfermedades infecciosas con imidacloprid y, al mismo tiempo, mitigar la posibilidad de que se desarrollen resistencias".

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Hechos, antecedentes, expedientes
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