Infektion durch Coronavirus über kontaminierte Gegenstände bisher vernachlässigt?

0

Infektion durch SARS-CoV-2: Virusübertragung über Oberflächen

Inzwischen haben sich weltweit mehr als 75 Millionen Menschen mit dem Coronavirus SARS-CoV-2 infiziert. Der Großteil der Infektionen erfolgt über die Luft. Aber auch über kontaminierte Gegenstände können die Viren nach Ansicht von Experten übertragen werden. Forscher aus Deutschland haben nun untersucht, was die Anhaftung der Viren an Oberflächen fördert.

Dass die Übertragung bzw. Infektion mit dem Coronavirus SARS-CoV-2 über die Luft (Aerosole) und insbesondere über Tröpfchen erfolgt, ist bekannt. Eine Weiterverbreitung des Erregers über kontaminierte Oberflächen kann jedoch nicht ausgeschlossen werden.

Anhaften von Viren an Oberflächen

Die derzeitige COVID-19-Pandemie bedroht die Gesundheit von Millionen von Menschen weltweit, wie die Universität Paderborn in einer aktuellen Mitteilung betont. Atemwegsviren, zu denen auch das SARS-CoV-2-Virus gehört, können sowohl über die Luft als auch durch den Kontakt mit kontaminierten Gegenständen übertragen werden.

Die Forscher vom Lehrstuhl für Technische und Makromolekulare Chemie der Universität Paderborn haben deshalb untersucht, was die Anhaftung von Viren an Oberflächen fördert. Dazu untersuchten die Wissenschaftler die Proteine der Virushülle.

Die Übertragung erfolgt vor allem über die Luft

“Es ist allgemein bekannt, dass Coronaviren vor allem über die Luft übertragen werden. Mehrere Studien haben nun aber auch die Übertragung über kontaminierte Oberflächen als einen wichtigen Faktor identifiziert”, sagt der Physiker Dr. Adrian Keller, der an der Universität Paderborn die Arbeitsgruppe “Nanobiomaterialien” leitet.

“Es mehren sich die Hinweise, dass sie eine Schlüsselrolle bei der Ausbreitung von Virusinfektionen spielen könnten. Bislang ist jedoch wenig darüber bekannt, welche physikalisch-chemischen Mechanismen dabei ablaufen und wie sich diese Wechselwirkungen auf die Lebensfähigkeit und Infektiosität von Viren auswirken”, erklärt der Wissenschaftler.

Dieses Wissen ist laut Keller nicht nur im Hinblick auf die Entwicklung antiviraler Beschichtungen wichtig, sondern auch für die Anpassung von Protokollen zur Sterilisation und Desinfektion, wenn es zum Beispiel zu Engpässen bei Schutzkleidung und Desinfektionsmitteln kommt.

Eiweißuntereinheit von SARS-CoV-2 spielt eine Rolle

Mittels Hochgeschwindigkeits-Atomkraftmikroskopie können die Forscher die so genannte Adsorptions-, Diffusions- und Interaktionsdynamik – also das Bewegungsverhalten – verschiedener Biomoleküle sichtbar machen.

“Konkret untersuchen wir die Adsorption von Viruspartikeln an abiotischen, also nicht lebenden, Oberflächen. Eine bestimmte Untereinheit des SARS-CoV-2-Proteins spielt dabei eine wichtige Rolle. Sie stellt die äußerste Spitze der charakteristischen, auch als Spikes bezeichneten Hülle des Erregers dar”, erklärt Keller.

Als Oberfläche dienten in den Versuchen den Angaben zufolge Oxid-Einkristalle, die verschiedene Keimträger nachahmen sollten und mit proteinhaltigen Elektrolyten in Kontakt gebracht wurden. Letztere ähnelten in ihren Eigenschaften menschlichen Schleimhautsekreten.

“Die Elektrolyte dienten als Trägerflüssigkeit für die isolierten Proteine. Ihre Salzkonzentrationen und pH-Werte wurden so eingestellt, dass sie denen von Speichel oder Schleim ähneln. Die Adsorption der Proteine an die Oberflächen erfolgt aus diesen Medien und soll die Situation simulieren, wenn hochgehustete virusbeladene Tröpfchen auf Oberflächen landen”, so Keller.

Neue Studien nötig

Die wichtigsten Erkenntnisse: Die Adsorption des Spike-Proteins an Oxidoberflächen wird durch elektrostatische Wechselwirkungen gesteuert. “Das führt unter anderem dazu, dass das Spike-Protein auf Aluminiumoxid weniger stark adsorbiert als auf Titanoxid”, erklärt Keller.

“Unter den gleichen Bedingungen und Inkubationszeiten befindet sich also auf der Titanoxid-Oberfläche mehr Protein als auf der Aluminiumoxid-Oberfläche. Allerdings sind elektrostatische Wechselwirkungen relativ leicht zu unterdrücken, zum Beispiel in konzentrierten Salzlösungen”, sagt er.

“Wir gehen davon aus, dass diese Wechselwirkungen zwischen der Oberfläche und dem Spike-Protein auch bei der initialen Anheftung kompletter SARS-CoV-2-Viruspartikel an die Oberflächen eine wichtige Rolle spielen. Nach diesem initialen Kontakt könnten jedoch andere Prozesse, die durch andere Proteine vermittelt werden, wichtiger werden.”

Nach Kellers Worten sind jedoch weitere Studien notwendig: “Um die Hierarchie der beteiligten Interaktionen vollständig aufzuklären, sind Studien auf molekularer Ebene unter Verwendung verschiedener isolierter Hüllkomponenten sowie kompletter SARS-CoV-2-Viruspartikel notwendig.”

Share.

Comments are closed.