Nanodeeltjes beschadigen coronavirus op onverwachte manier, de manier bestraten voor nieuwe desinfectietechnologie

Een nieuwe manier om coronavirus en andere membraan-doorzochte virussen te neutraliseren, is ontdekt door onderzoekers van de Zweedse Universiteit van Landbouwwetenschappen en de Universiteit van Tartu. Bepaalde minerale nanodeeltjes bleken het membraan van het virus te beschadigen, waardoor het minder in staat was om menselijke cellen te betreden. De getoonde manier van werking is niet besproken in eerder onderzoek. De technologie werkt op kamertemperatuur en ook in het donker, en biedt een reeks voordelen voor het desinfecteren van oppervlakken, lucht en water.

“Met behulp van deze nieuwe kennis moet het gemakkelijk zijn om oppervlakken met antivirale eigenschappen te maken door ze eenvoudig te spuiten met waterige oplossingen van geschikte nanodeeltjes en ze te laten drogen. Het moet ook gemakkelijk zijn om kosteneffectieve filters te ontwerpen om verontreinigde lucht en water te zuiveren,” zegt professor Vadim Kessler uit SLU die het werk leidde gepubliceerd in Nanoschaal.

De recente COVID-19-pandemie heeft geleid tot een intense zoektocht naar nieuwe soorten behandelingen en desinfectiemethoden die kunnen worden gebruikt bij uitbraken van dit type virale ziekten. Een gebied dat veel aandacht heeft gekregen, is nanotechnologie, omdat kleine deeltjes van bepaalde metalen en metaaloxiden anti-virale eigenschappen hebben.

Nu hebben onderzoekers van SLU en de Universiteit van Tartu in Estland de uitkomst bestudeerd wanneer bepaalde soorten minerale nanodeeltjes in contact komen met een coronavirus, en ze ontdekten een manier van actie die nog niet eerder is voorgesteld.

“We begrijpen nu welke eigenschappen dergelijke deeltjes moeten moeten zijn om effectief te zijn tegen het coronavirus, en dit is een zeer belangrijke stap voorwaarts”, zegt Kessler.

Coronavirussen behoren tot een type virus met een buitenste envelop, een lipidemembraan. Het bleek dat nanodeeltjes van zandmineralen zoals titaniumoxide zeer sterk binden aan fosfolipiden in dit membraan. Dit beschadigt het membraan en leidt tot de afgifte van viraal genetisch materiaal, waardoor het virus minder in staat is cellen te infecteren.

Een groot voordeel is dat dit bij kamertemperatuur gebeurt en dat het geen enkele vorm van activering vereist. Eerder werd aangenomen dat minerale nanodeeltjes alleen virussen konden vernietigen door zogenaamde reactieve zuurstofsoorten te produceren, die verlichting met UV-licht zouden vereisen.

De studie suggereert dus dat oppervlakken bedekt met titanium nanodeeltjes omhulde virussen zoals coronavirussen en influenzavirussen kunnen vernietigen zonder te hoeven worden geactiveerd door UV -licht en dus in donkere ruimtes kunnen werken. Andere kleine metaaloxiden die sterk binden aan fosfolipiden, zoals ijzer en aluminiumoxiden, kunnen op dezelfde manier werken. Een andere mogelijke toepassing zou kunnen zijn om vervuild water in noodsituaties te zuiveren door een nanopreparatie toe te voegen en de resulterende gel te laten vestigen.

“De deeltjes die we produceren zijn niet gevaarlijk voor het menselijk lichaam”, voegt Angela Ivask toe, die professor genetica is aan de Universiteit van Tartu. “We hebben ze op verschillende cellijnen getest om dit te verzekeren.”