Химики предложили вживить млекопитающим капсулы с ядом для борьбы с дикими кошками в Австралии

Химики из Австралии разработали имплантаты для млекопитающих, находящихся под угрозой исчезновения из-за бездомных кошек, которые ими питаются. Ученые сконструировали имплантат в полимерной оболочке с ядовитым фторацетатом натрия внутри, который при употреблении внутрь быстро вызывает смерть хищника. Исследование опубликовано в журнале ACS Applied Polymer Materials.

Кошек в Австралию завезли из Европы около 200 лет назад, и они стали угрозой для местного животного мира. Сейчас кошки обитают по всей территории Австралии и каждый год убивают по 815 миллионов млекопитающих, более 56 процентов которых — представители местных австралийских видов. При этом попытки справиться с хищниками и восстановить популяцию видов, выселив кошек из некоторых мест обитания, часто заканчиваются неудачей — кошки быстро возвращаются, начинают охотиться, и от популяции исчезающего вида за несколько месяцев ничего не остается. Это произошло, например, во время эксперимента с бледными полевыми крысами (Rattus tunneyi), которых ученые переселили в местность с небольшим количеством диких кошек.

Попытку справиться с наваждением кошек предприняли химики под руководством Антона Бленкоу (Anton Blencowe) из Университета Южной Австралии. Они решили разработать ядовитый имплантат, который можно будет вживить под кожу млекопитающих, находящихся под угрозой исчезновения. При этом пока на животного никто не нападет — имплантат будет оставаться под кожей, а при попадании в желудок кошки — растворится с высвобождением ядовитого вещества. В результате хищница погибнет. Специалисты надеются, что таким образом можно будет не просто сократить популяцию бродячих кошек, но и избавиться от отдельных особей, которые особенно склонны к охоте на редких животных.

Чтобы осуществить свой план, ученые решили разработать непроницаемую и гибкую полимерную оболочку, которая будет растворяться в кислой среде желудка, но оставаться сохранной под кожей млекопитающего. Из нескольких полимеров, которые изучили ученые, лучшим оказался сополимер поливинилпиридина, полибутилметакрилата и полиизоборнилметакрилата. Он был достаточно гидрофобен и стабилен при нейтральном pH, но легко разрушался при подкислении за счет наличия в его структуре основных пиридиновых колец. Также для увеличения пластичности полимера химики добавили в него 10 массовых процентов этилолеата.

В качестве действующего ядовитого вещества ученые собирались использовать фторацетат натрия. Но чтобы не отравиться, для тестовых экспериментов они выбрали аналогичный по свойствам безвредный ацетат натрия. Его вместе с красителем и связующим веществом нанесли на полимерный стержень, который сверху покрыли защитным слоем из синтезированного химиками сополимера и эпоксидной смолой. Так ученые получили готовые имплантаты, поверхность которых проанализировали с помощью микроскопии. Она не содержала дефектов, угрожающих утечке действующего вещества.

Чтобы выяснить, будет ли действующее вещество выделяться в желудок хищника, химики погрузили тестовые имплантаты в кислую среду. Они измерили скорость выделения ацетата натрия с помощью спектрофотометрии — в этом помог краситель, который ученые заложили внутрь имплантата. Выяснилось, что при значении водородного показателя pH от 1 до 1,5 из имплантатов с самой толстой полимерной оболочкой в 300 микрометров ацетат выделяется полностью за 100 минут.

Чтобы окончательно удостовериться в применимости сделанных имплантатов, химики вживили их по три штуки под кожу 6 лабораторных крыс. А затем через определенное время (от одной до 12 недель) исследовали сохранность имплантата с помощью компьютерной томографии и вскрытия. Воспаления у крыс вживленные имплантаты не вызвали, а разрушение полимерной оболочки произошло только в двух случаях. Ученые связывают это с тем, что два разрушенных имплантата находились ближе к хвосту, где подкожная ткань в целом тоньше. В результате полимерная оболочка претерпевала большую нагрузку от движений крысы и быстро дала трещину.

В результате химики создали биосовместимую полимерную оболочку для ядовитого имплантата, безопасность которого в нейтральных условиях среды удалось доказать с помощью экспериментов in vivo.

Ранее мы рассказывали о другом необычном способе защитить австралийских животных от завезенных хищников. Орнитологи предложили обезопасить гнезда редких австралийских зуйков (Thinornis cucullatus) от лисиц с помощью собачьей мочи. Лисицы боятся собак и избегают мест, где могут с ними повстречаться. По задумке ученых, если обработать окрестности гнезд зуйков собачьей мочой, рыжие хищницы будут держаться от них подальше и дадут птицам спокойно вырастить птенцов.

Михаил Бойм, Сергей Коленов