Auf der Suche nach den wirksamsten virusresistenten Polymeren für persönliche Schutzausrüstung.

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Einige Polymere können Bakterien widerstehen; können sie so gestaltet werden, dass sie gegen Viren wirken?

Persönliche Schutzausrüstung, wie Gesichtsmasken und Kittel, besteht im Allgemeinen aus Polymeren. Der Auswahl der Polymere, die über ihre physikalischen Eigenschaften hinaus verwendet werden, wird jedoch in der Regel nicht viel Aufmerksamkeit geschenkt.

Um bei der Identifizierung von Materialien zu helfen, die sich an ein Virus binden und dessen Inaktivierung für die Verwendung in PSA beschleunigen, haben Forscher der Universität Nottingham, EMD Millipore und der Philipps-Universität Marburg einen Hochdurchsatzansatz zur Analyse der Wechselwirkungen zwischen Materialien und virusähnlichen Partikeln entwickelt. Sie berichten über ihre Methode in der Zeitschrift Biointerphases, von AIP Publishing.

“Wir haben uns sehr dafür interessiert, dass Polymere Auswirkungen auf Zellen auf ihrer Oberfläche haben können”, sagt Morgan Alexander, ein Autor der Arbeit. “Wir können Polymere erhalten, die zum Beispiel gegen Bakterien resistent sind, ohne ein besonders cleveres oder intelligentes Material mit Antibiotikum darin zu entwerfen. Man muss nur das richtige Polymer auswählen. Dieses Papier dehnt dieses Denken auf die Bindung von Viren aus”.

Die Gruppe erstellte Mikroarrays aus 300 verschiedenen Monomerzusammensetzungen von Polymeren, die eine Vielzahl von Eigenschaften repräsentieren. Sie setzten die Polymere Lassavirus- und Röteln-Virus-ähnlichen Partikeln aus – Partikel mit der gleichen Struktur wie ihre viralen Gegenstücke, aber ohne dass die infektiösen Genome aktiviert wurden -, um zu sehen, welche Materialien in der Lage sind, die Partikel bevorzugt zu adsorbieren.

“Da wir wissen, dass verschiedene Polymere die Viren unterschiedlich stark binden und möglicherweise inaktivieren, können wir vielleicht Empfehlungen aussprechen. Sollte ich dieses vorhandene Handschuhmaterial oder diesen Handschuh verwenden, wenn ich möchte, dass sich das Virus daran bindet und stirbt und nicht in die Luft fliegt, wenn ich die Handschuhe ausziehe? sagte Alexander.

Obwohl dies eine naheliegende Methode zur schnellen Untersuchung großer Materialmengen zu sein scheint, ist das Team aufgrund seiner interdisziplinären Zusammensetzung einzigartig positioniert, um eine solche Studie durchzuführen. Die Oberflächenwissenschaftler haben die Fähigkeit, eine große Anzahl von Chemikalien auf Mikroarrays herzustellen, und die Biologen haben Zugang zu virusähnlichen Partikeln.

Bisher wurden bei den Tests nur virusähnliche Partikel von Lassa und Röteln untersucht, aber die Gruppe hofft, einen Zuschuss für die Untersuchung virusähnlicher Partikel von SARS-CoV-2, dem COVID-19-Virus, zu erhalten.

Sobald eine Handvoll der leistungsfähigsten Materialien bestimmt worden ist, wird der nächste Schritt des Projekts darin bestehen, lebende Viren zu verwenden, um die infektiöse Lebensdauer der Viren auf den Materialien unter Berücksichtigung der realen Umweltbedingungen, wie Feuchtigkeit und Temperatur, zu bewerten. Mit genügend Daten kann ein molekulares Modell zur Beschreibung der Wechselwirkungen erstellt werden.

“Eine starke Bindung und schnelle Denaturierung eines Virus auf einem Polymer wäre großartig”, sagte Alexander. “Es bleibt abzuwarten, ob der Effekt signifikant groß ist, um einen wirklichen Unterschied zu machen, aber wir müssen schauen, um das herauszufinden”.

Referenz: “Polymer-Mikroarrays identifizieren schnell kompetitive Adsorptionsmittel von virusähnlichen Partikeln” von Andrew J. Blok, Pratik Gurnani, Alex Xenopoulos, Laurence Burroughs, Joshua Duncan, Richard A. Urbanowicz, Theocharis Tsoleridis, Helena Müller, Thomas Strecker, Jonathan K. Ball, Cameron Alexander und Morgan R. Alexander, 17. November 2020, Biointerphases.
DOI: 10.1116/6.0000586.

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