Onderzoekers van Yale University testen knoflook als natuurlijke anticonceptie voor muggen en vliegen, met disulfide van diallyl als sleutelstof. De hypothese is gepubliceerd in Cell en kan de deur openen naar bestrijding van ziekteverspreiders zonder zware chemische pesticiden.
Muggen en vliegen blijven hardnekkige verspreiders van infectieziekten, terwijl de roep om ecologische alternatieven voor chemische pesticiden in Europa groeit. In het wetenschappelijke tijdschrift Cell beschrijven onderzoekers onder leiding van Shimaa Ebrahim van Yale’s Faculty of Arts and Sciences een hypothese rond knoflook: de stof diallyl disulfide, wat allergische reacties uit knoflook kan veroorzaken, zou via de smaakreceptor TrpA1 de voortplantingsdrang bij muggen kunnen afremmen. Het team van ontwikkelingsbioloog John Carlson, in wiens lab Ebrahim werkt, testte het effect onder meer bij Drosophila melanogaster, Aedes-muggen en de tsetse-vlieg Glossina morsitans met een phytoscreening-protocol.
Knoflook op de huid werkte amper, dus ging het lab anders zoeken
Het klassieke advies om muggen te weren met knoflooksap of extra knoflook in het eten heeft in eerdere studies maar een beperkt beschermend effect laten zien. Het team rond ontwikkelingsbioloog John Carlson zocht daarom systematisch naar werkzame plantenstoffen in plaats van een huis-tuin-en-keukenrecept te testen.
Daarvoor zetten de onderzoekers een phytoscreening-protocol op waarin het biochemische profiel van drieënveertig soorten groente en fruit werd doorgelicht. Knoflook kwam uit die brede zeef als opvallende kandidaat, doordat één stof er consequent uitsprong bij gedrags- en voortplantingsmetingen, namelijk diallyl disulfide.
Het effect gaat via smaak, en schakelt een verzadigingsknop aan
Close-up van meerdere muggen met rode ogen, waarschijnlijk Aedes-muggen zoals onderzocht in het Yale-onderzoek naar voortplanting. Beeld: Darwin Biological.
In de laboratoriumproeven werkt de knoflookstof via smaak, wat betekent dat het insect de stof moet proeven of binnenkrijgen. Daarbij bindt het molecuul aan de sensorische receptor TrpA1, waarna een kettingreactie op gang komt die de voortplanting afremt.
Een cruciale stap in die kettingreactie is genetisch van aard: knoflook verhoogt volgens het onderzoek de expressie van een gen dat verantwoordelijk is voor een verzadigingshormoon bij het insect. De dieren gedragen zich alsof ze “te veel” hebben gegeten, en belanden in een toestand die de onderzoekers omschrijven als reproductieve lethargie.
De onderzoekers zagen een sterke daling van het aantal paringen en een bijna volledige stop van de eileg. Bij meerdere soorten doken bovendien vermijdingsreacties op.
“Het idee om knoflook te gebruiken om bloedzuigende wezens af te weren, werd in 1897 voorgesteld door Bram Stoker in zijn roman Dracula. Misschien had hij gelijk.”
John Carlson, ontwikkelingsbioloog (Yale)
Van modelsoort naar ziekteverspreiders
De eerste bevestiging kwam uit proeven met de azijnvlieg Drosophila melanogaster, een standaardmodel in de biologie. Daarna breidde het team de tests uit naar soorten die direct relevant zijn voor infectieziekten: Aedes-muggen en de tsetse-vlieg Glossina morsitans.
Bij al die soorten dook hetzelfde patroon op, met vermijding en een blokkade van de voortplanting na blootstelling aan disulfide van diallyl. Ebrahim publiceerde de studie met een team van onderzoekers in Cell, volume 189, pagina’s 3623-3635.
Goed om te weten: Drosophila melanogaster is al decennia een werkpaard voor genetica, omdat gedrag en voortplanting er snel en reproduceerbaar in het lab te meten zijn.
Waarom dit relevant is voor Europa, ook zonder tropische ziekten als hoofdthema
De onderzoekers plaatsen hun vondst in een zoektocht naar alternatieven voor chemische pesticiden, die naast milieubelasting ook resistentieproblemen kunnen veroorzaken. Europa stuurt beleidsmatig al jaren op minder afhankelijkheid van zulke chemie, en de landbouw zoekt tegelijk naar nieuwe vormen van plaagdrukbeheersing die niet leunen op breedwerkende gifstoffen.
De knoflookroute heeft daarbij een praktisch voordeel, want groente en fruit gelden in het onderzoek als goedkope, wereldwijd beschikbare grondstoffen die in principe veilig zijn voor mens en milieu. Een extract is daarmee niet automatisch een groen bestrijdingsmiddel, maar de drempel om te denken aan toepassingen buiten het lab, zoals lokvallen en behandelingen in teeltomgevingen, ligt wel lager.
Van molecuul naar middel
De studie schetst vooral een richting, waarbij de anticonceptieve werking van knoflookstoffen wordt benut om populaties van insecten die ziektes verspreiden af te remmen zonder toxische stoffen in ecosystemen te verspreiden. Dat kan gaan om vallen die voortplanting onderdrukken, of om gerichtere toepassingen in de landbouw waar vliegen en muggen schade of overlast veroorzaken.
Ontwikkelaars zullen moeten uitzoeken welke toedieningsvorm werkt buiten steriele proefopstellingen, en hoe stabiel disulfide van diallyl blijft in realistische omstandigheden zoals UV-licht en wisselende temperatuur. Pas daarna valt te beoordelen of een keukeningrediënt kan uitgroeien tot een nieuw type pesticide dat in Europa door de toelatings- en effectiviteitslat heen komt.
