Jak wirus SARS-CoV-2 oddziałuje z różnymi powierzchniami
Większość badań związanych z COVID-19 koncentrowała się na mutacjach, sposobie przenoszenia się z człowieka na człowieka oraz na metodach zapobiegania za pomocą szczepionek i leków. To, co zwykle jest pomijane, to sposób, w jaki wirus SARS-CoV-2 wchodzi w interakcje z różnymi powierzchniami. „Chociaż ten aspekt pandemii nie jest badany przez inne grupy badawcze, ma on istotne konsekwencje dla rozprzestrzeniania się tych chorób zakaźnych” — mówi Jordi Faraudo(odnośnik otworzy się w nowym oknie), badacz z Instytutu Materiałoznawstwa w Barcelonie(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (ICMAB-CSIC). Przy wsparciu finansowanego ze środków UE projektu MAT4COVID(odnośnik otworzy się w nowym oknie), Faraudo, wraz ze swoim kolegą i współpracownikiem działania „Maria Skłodowska-Curie”(odnośnik otworzy się w nowym oknie) Mehdi Sahihi(odnośnik otworzy się w nowym oknie), przygląda się temu ogólnie ignorowanemu aspektowi koronawirusa. „Poprzez zbadanie podstawowych fizykochemicznych aspektów interakcji wirusa SARS-CoV-2 z powierzchnią mamy nadzieję zidentyfikować czynniki, które sprawiają, że dana powierzchnia jest podatna na adhezję wirusa lub, przeciwnie, że powierzchnia jest wirusobójcza” — dodaje Sahihi.
Sposób interakcji wirusa z powierzchnią zależy od rodzaju materiału
Charakterystyczną cechą wirusa SARS-CoV-2 są duże kolce, od których ta rodzina wirusów wzięła swoją nazwę, czyli „korona”. Kolce te są również odpowiedzialne za zakaźność wirusa. „Ponieważ kolec jest bardzo odsłonięty, łatwo oddziałuje z otaczającym środowiskiem, w tym z materiałami powierzchniowymi, z którymi się zetknie” — wyjaśnia Faraudo. Korzystając z zaawansowanych narzędzi chemii obliczeniowej, algorytmów, metod „big data” i superkomputerów, naukowcy starają się przewidzieć, w jaki sposób wirus będzie oddziaływał z tak powszechnie stosowanymi materiałami powierzchniowymi, jak metale i tworzywa sztuczne. Odkryli oni, że sposób interakcji wirusa z materiałem powierzchniowym jest wysoce specyficzny. Na przykład metale mają tendencję do wpływania na integralność strukturalną kolca, przy czym złoto powoduje największe odkształcenia. „Ponieważ metale mogą powodować inaktywację wirusa SARS-CoV-2, są dobrymi kandydatami do wykorzystania w opracowywaniu nowej generacji materiałów wirusobójczych” — zauważa Sahihi. Korzystając z metod obliczeniowych, naukowcy przewidzieli również, że kolec wirusa nie ulega deformacji podczas adsorpcji na polistyrenie. Wykazuje jednak silną adhezję do polimeru. „Fakt ten sugeruje, że plastik może być w stanie gromadzić zakaźne cząsteczki wirusa" — mówi Faraudo.
Lepsze przygotowanie na kolejną pandemię
Łącząc koncepcje i narzędzia z takich dziedzin jak chemia, biologia molekularna, fizyka i materiałoznawstwo, projekt MAT4COVID pozwolił odkryć nowe informacje na istotny aspekt chorób wirusowych. „Zrozumienie zależności między strukturą a aktywnością materiałów i powłok wirusobójczych nie tylko otwiera drogę do opracowania rewolucyjnych nowych rozwiązań, ale co najważniejsze, zapewnia, że będziemy lepiej przygotowani na przyszłe pandemie” — podsumowuje Sahihi. Zespół badawczy kontynuuje badanie podstawowych koncepcji stojących za interakcjami między wirusami i materiałami, myśląc o innych potencjalnych zastosowaniach biomedycznych.
