Kemosterilant
En kemosterilant är en kemisk förening som orsakar reproduktiv sterilitet i en organism. Kemosterilanter är särskilt användbara för att kontrollera populationen av arter som är kända för att orsaka sjukdomar, såsom insekter, eller arter som i allmänhet är ekonomiskt skadliga. Den sterilitet som induceras av kemosterilanter kan ha tillfälliga eller permanenta effekter. Kemosterilanter kan användas för att rikta in sig på ett eller båda könen, och det hindrar organismen från att utvecklas till att vara sexuellt funktionell. De kan användas för att bekämpa skadedjurspopulationer genom att sterilisera hanar . Behovet av kemosterilanter är en direkt följd av insekticidernas begränsningar. Insekticider är mest effektiva i regioner där det finns hög vektortäthet i samband med endemisk överföring, och detta kanske inte alltid är fallet. Dessutom kommer insekterna själva att utveckla en resistens mot insekticiden antingen på målproteinnivån eller genom att undvika insekticiden i vad som kallas beteenderesistens. Om en insekt som har behandlats med ett kemosterilant parar sig med en fertil insekt kommer ingen avkomma att produceras. Avsikten är att hålla procentandelen sterila insekter inom en population konstant, så att det blir färre avkommor för varje generation.
Tidig forskning och oro
Forskning om kemosterilanter började på 1960-1970-talet, men försöket övergavs på grund av oro för toxicitet. Men med stora framsteg inom genetik och analys av vektorer har sökandet efter säkrare kemosterilanter återupptagits under 2000-talet. Inledningsvis fanns det många problem med att använda kemosterilanter i en operativ skala på grund av svårigheter att hitta den idealiska lilla molekylen. Molekylen som används som kemosterilant måste uppfylla ett visst kriterium. För det första måste molekylen vara tillgänglig till en låg kostnad. Molekylen måste resultera i permanent sterilitet vid exponering genom topisk applicering eller nedsänkning av larver i vatten. Dessutom får inte de sterila hanarnas överlevnadsförmåga påverkas, och kemosterilmedlet bör inte vara giftigt för människor eller miljön. De två lovande medlen i början var aziridiner tiotepa och bisazir, men de kunde inte uppfylla kriterierna för minimal toxicitet för människor såväl som vektorns rovdjur. Pyriproxifen var en annan förening av intresse eftersom det inte är giftigt för människor, men det skulle inte vara möjligt att inducera sterilitet i larver på grund av att det existerar som larvicid . Exponering av larver för pyriproxyfen kommer i huvudsak att döda larverna.
Exempel på kemosterilanter
Användning av kemosterilanter för icke-kirurgisk kastration (hundar och katter)
Det finns många regioner där det finns en population av katter och hundar som fritt strövar omkring på gatorna. Den mest konventionella metoden för att kontrollera reproduktionshastigheter hos sällskapsdjur är genom kirurgiska metoder. Kirurgiska ingrepp väcker dock etiska problem. Genom formuleringen av en icke-kirurgisk kastrationsteknik skulle djur inte behöva genomgå anestesi, och skulle inte behöva uppleva postoperativ blödning eller infektion i området som har opererats. Några exempel på kemosterilanter inkluderar CaCl 2 och zinkglukonat . Dessa är specifikt kända som nekrosinducerande medel, som resulterar i degenerering av celler i testiklarna, vilket resulterar i infertilitet. Dessa typer av kemikalier injiceras i allmänhet i manliga reproduktionsorgan, såsom testiklarna , sädesledaren eller epididymis . När de injiceras framkallar de azoospermi , vilket är degenerationen av de spermieceller som normalt finns i sperman. Om inga spermier finns närvarande kan reproduktion inte längre ske. Det finns emellertid en komplikation som är resultatet av användningen av nekrosinducerande medel. Många djur uppvisar i allmänhet ett inflammatoriskt svar direkt efter injektionen. För att undvika smärta och obehag i samband med nekrosinducerande medel har en annan form av sterilisering, känd som apoptosinducerande medel, studerats. Om celler signaleras att utföra apoptos istället för att elimineras av ett främmande ämne, kommer detta att resultera i ingen inflammation i området. Experiment testades med möss in vitro och ex vivo som har bevisat detta. Genom att använda ett apoptosinducerande medel känt som doxorubicin inkapslat i en nanoemulsion , och injicering av det i möss, observerades testikulär celldöd. Inflammation observerades inte i detta fall; mer forskning behöver dock fortfarande utföras med dessa material, eftersom de långsiktiga effekterna är okända.
Effekt av kemosterilanter på beteendet hos vandrande hanhundar i Puerto Natales, Chile
Kemosterilanter kan vara användbara för utvecklingsländer på grund av att de har mindre resurser och medel som kan avsättas för kastrering av deras frigående djur. Dessutom motsätter sig kulturen avlägsnande av testiklar. [ citat behövs ] Denna studie, utförd 2015, kunde inte dra slutsatser om effekterna av kemisk sterilisering på hundaggression , eftersom det inte är tillräckligt känt om aggressionen som uppvisas av fritt strövande hundar, och därför kunde forskarna inte objektivt fatta ett beslut på denna front. Genom att använda GPS-teknik för att spåra rörelsen hos de fritt strövande hanhundarna, fann man att kemisk sterilisering i jämförelse med kirurgisk sterilisering inte hade någon betydande inverkan på räckvidden för deras strövande runt staden. Mycket mer detaljerade studier behöver utföras inom detta område, eftersom denna studie var den första i sitt slag och hade relativt korta urvalsstorlekar tillsammans med undersökningen av beteende som inte spänner över en tillräckligt lång tidsperiod.
Användning av CaCl 2 och zinkglukonat hos nötkreatur
Metoden för administrering av CaCl 2 och zinkglukonat är genom en transvaginal injektion av kemikalien i äggstockarna, och visualisering uppnås genom användning av ett ultraljud. En grupp nötkreatur behandlades endast med CaCl2 , en grupp behandlades endast med zinkglukonat och en grupp behandlades med både CaCl2 och zinkglukonat. Behandling med CaCl 2 verkar vara mest lovande, eftersom äggstocksmassan hos nötkreaturen vid slakt var mindre än nötkreatur som behandlats med zinkglukonat eller kombinationen. Målet med behandling med CaCl 2 är att orsaka ovarieatrofi med minimal smärta.
Ornitrol för att kontrollera sparvpopulationen
En annan kemosterilant som visat sig vara effektiv är känd som ornitrol . Detta kemosterimedel tillhandahölls sparvar genom impregnering av kanariefrön, och detta användes som matkälla för en grupp sparvar. Det fanns en kontrollgrupp som fick kanariefrö utan ornitrol, och dessa fåglar lade nästan dubbelt så många ägg som gruppen som fick ornitrol. Det ansågs vara ett effektivt kemosterimedel i studien; men efter att kemosterilanten avlägsnats från kosten kunde fåglarna lägga livsdugliga ägg så snart som 1–2 veckor senare.
Vanligt använda kemosterilanter
Två typer av kemosterilanter används vanligtvis:
- Antimetaboliter liknar ett ämne som cellen eller vävnaden behöver som organismens kropp misstar för en riktig metabolit och försöker införliva dem i sina normala byggprocesser. Kemikaliens passform är inte helt rätt och den metaboliska processen stannar av.
- Alkyleringsmedel är en grupp kemikalier som verkar på kromosomerna . Dessa kemikalier är extremt reaktiva, kapabla till intensiv celldestruktion, skador på kromosomer och produktion av mutationer.