Krzem, złoto i miedź mogą posłużyć do walki z rozprzestrzenianiem się koronawirusów. Naukowcy dowiedli też, że impulsem elektrycznym można je unieszkodliwić

Filtry pokryte złotem, miedzią lub krzemem mogą usprawnić działanie oczyszczaczy powietrza tak, by skuteczniej blokowały rozprzestrzenianie się koronawirusa. Naukowcy z Curtin University w Australii dowiedli, że pierwiastki te mogą skutecznie wychwytywać i przez reakcje chemiczne blokować białko kolca i wnikanie wirusa do komórek. Z kolei oddziaływanie prądem elektrycznym na uwięzione między tymi materiałami białko może skutecznie dezaktywować patogen, zapobiegając procesowi zakażania.

– Odkryliśmy, że białka kolca na powierzchni wirusa reagują z pewnego rodzaju powierzchniami, a z innymi nie. Dzieje się tak dlatego, że w przypadku pewnego rodzaju powierzchni występuje powinowactwo z określonymi wiązaniami białka. Stwierdziliśmy, że białko kolca reaguje i tworzy silne wiązania ze złotem i platyną, a także z miedzią i krzemem. Wirus, a raczej białko kolca, nie reaguje ze stalą nierdzewną ani tworzywami sztucznymi – mówi w wywiadzie dla agencji Newseria Innowacje dr Nadim Darwish ze School of Molecular and Life Sciences w Curtin University.

W praktyce oznacza to, że białka kolca wirusa SARS-CoV-2 zostają uwięzione, gdy wchodzą w kontakt z krzemem, złotem i miedzią. Otwiera to drogę do opracowania nowej broni przeciwko koronawirusowi odpowiedzialnemu za pandemię COVID-19. Dodatkowo w trakcie badań australijskich naukowców okazało się, że przez białko może przepływać prąd, dzięki czemu można wykryć wirusa za pomocą impulsów elektrycznych. To odkrycie mogłoby posłużyć do opracowania bardziej czułych i dokładnych, natychmiastowych testów na obecność COVID-19. Co więcej, badacze odkryli, że za pomocą impulsów elektrycznych można także zniszczyć wirusa.

– Złoto, platyna i krzem przewodzą prąd elektryczny, więc można podłączyć białko pomiędzy dwoma materiałami, dwoma elektrodami ze złota, umieszczając białko w środku, a następnie przyłożyć napięcie między dwoma elementami ze złota i zmierzyć prąd przechodzący przez białko. Jeżeli jesteśmy w stanie zmienić strukturę białka za pomocą prądu elektrycznego, być może moglibyśmy sprawić, że białko kolca stanie się nierozpoznawalne dla komórek. W ten sposób pozbawilibyśmy białko zdolności wnikania do komórek. Ten nowy aspekt oznacza, że nie tylko możemy tworzyć powierzchnie czy materiały, które wychwytują wirusa i z nim reagują, ale także mamy możliwość przyłożenia pola elektrycznego, które pozbawi wirusa możliwości zakażania – wyjaśnia dr Nadim Darwish.

Wyniki badania będzie można wykorzystać do udoskonalenia filtrów powietrza na przykład w oczyszczaczach. Dzięki temu dużo łatwiej byłoby kontrolować rozprzestrzenianie się patogenu w pomieszczeniach, takich jak sale chorych w szpitalach czy przychodnie lekarskie. Zastosowanie materiałów zawierających pierwiastki blokujące wirusa może być jednak dużo szersze.

– Obecnie w branży stosuje się materiały z mikroporami, przez które przechodzi powietrze skażone wirusem, a filtr działa jak fizyczna blokada, jak siatka z bardzo małymi oczkami, przez które cząsteczki wirusa nie mogą się przedostać. Wyniki naszego badania można wykorzystać do opracowania filtrów, które chemicznie dezaktywują wirusa, zamiast blokować go fizycznie. Oprócz tego można je wykorzystać do wytwarzania powłok pokrywających stoły, ławki czy ściany, na przykład w szpitalach, gdzie prawdopodobieństwo zakażenia jest bardzo duże. W przeszłości stosowano miedź w szpitalach, szczególnie w łóżkach i ławkach. Później to zarzucono ze względu na to, że jest to materiał droższy od innych obecnie stosowanych, na przykład stali. Teraz może nastąpić powrót do stosowania miedzi, szczególnie w miejscach, gdzie prawdopodobieństwo zakażenia jest wysokie – uważa naukowiec.

Z danych Światowej Organizacji Zdrowia wynika, że dotychczas na całym świecie potwierdzonych zostało niemal 770 mln zakażeń koronawirusem. W wyniku choroby COVID-19 zmarło już prawie 7 mln ludzi. Jak podkreślają naukowcy z Curtin University, wyniki badania mogą posłużyć nie tylko w walce z SARS-CoV-2, lecz także innymi koronawirusami.

– Koronawirusy należą do grupy wirusów RNA, które wywołują choroby u ptaków i ssaków. Mają one kształt kulisty i wypustki typowe dla koronawirusów, które nazywamy białkami kolca. Za ich pomocą wirus wiąże się z receptorem komórkowym: zaczepia się o komórkę człowieka i powoduje zakażenie. Białka kolca są więc ważną częścią wirusa i służą przeniknięciu do komórek. Po zaczepieniu się o błonę komórkową wirus wprowadza swój genom, czyli informacje genetyczne. Z wykorzystaniem mechanizmu komórkowego dochodzi do replikacji, do zakażenia i namnażania się wirusa w naszym organizmie – wyjaśnia dr Nadim Darwish.