Het SARS-CoV-2-virusdeeltje bestaat uit een kern van nucleïnezuurstrengen die de genetische informatie van het virus bevatten. De nucleïnezuurstrengen zijn omgeven door een lipidemembraan met eiwituitsteeksels op het membraan. Elk onderdeel is nodig voor infectie. Nieuw onderzoek laat zien hoe licht kan worden gebruikt om besmettelijke coronavirusdeeltjes die oppervlakken verontreinigen te vernietigen. Wetenschappers zijn geïnteresseerd in de manier waarop omgevingen zoals operatiekamers grondig kunnen worden gedesinfecteerd tegen virussen zoals SARS-CoV-2, het virus dat de COVID-19-pandemie veroorzaakt.

Uit een onderzoek van de Universiteit van Southampton is gebleken dat ultraviolette lasers SARS-CoV-2 effectief inactiveerden door het genetische materiaal en de eiwitpieken te beschadigen. Deze ontdekking verdiept het begrip van op licht gebaseerde virusinactivatie en maakt de weg vrij voor nieuwe desinfectiemethoden in omgevingen waar traditionele methoden niet haalbaar zijn. Bron: Universiteit van Southampton

Onderzoekers van de Universiteit van Southampton bestudeerden hoe ultraviolette lasers virussen vernietigen door deze belangrijke componenten te beïnvloeden. Door gespecialiseerde UV-lasers met twee verschillende golflengten te gebruiken, konden de wetenschappers bepalen hoe elke virale component onder fel licht werd afgebroken. Ze ontdekten dat het genomische materiaal zeer gevoelig was voor afbraak en dat de eiwitpieken hun vermogen om zich aan menselijke cellen te binden verloren.

Ultraviolet licht omvat UVA-, UVB- en UVC-licht. Zeer weinig ultraviolet licht van de zon bereikt het aardoppervlak met frequenties onder de 280 nanometer. Het is deze minder bestudeerde vorm van UV-licht die het Southampton-team in hun onderzoek gebruikte vanwege de desinfecterende eigenschappen ervan. UV-licht wordt sterk geabsorbeerd door verschillende virale componenten, waaronder genetisch materiaal (ongeveer 260 nanometer) en eiwitpieken (ongeveer 230 nanometer), dus koos het team voor dit project laserfrequenties van 266 nanometer en 227 nanometer.

Wetenschappers van de Universiteit van Southampton, onder leiding van professor Sumeet Mahajan, werkten nauw samen met wetenschappers van laserfabrikant MSquared Lasers om co-auteur te zijn van een onderzoeksrapport gepubliceerd in het tijdschrift "ACS Photonics" van de American Chemical Society. Het onderzoeksteam ontdekte dat licht van 266 nanometer bij laag vermogen RNA-schade kan veroorzaken, waardoor de genetische informatie van het virus wordt aangetast. Licht van 266 nanometer verstoort ook de structuur van het SARS-CoV-2-spike-eiwit, waardoor het vermogen ervan om zich aan menselijke cellen te binden wordt verminderd door disulfidebindingen en aromatische aminozuren af ​​te breken.

Licht met een golflengte van 227 nanometer is minder effectief in het veroorzaken van RNA-schade, maar effectiever in het vernietigen van eiwitten door oxidatie (een chemische reactie waarbij zuurstof betrokken is), waardoor de eiwitstructuur wordt afgebroken. Belangrijk is dat SARS-CoV-2 een van de grootste genomen onder de RNA-virussen heeft. Dit maakt het bijzonder gevoelig voor genomische schade.

Professor Mahajan zei: “Door licht geïnactiveerde virussen in de lucht bieden een veelzijdig hulpmiddel voor de desinfectie van onze openbare ruimtes en gevoelige apparatuur die anders moeilijk te ontsmetten zou zijn met traditionele methoden. Nu we de verschillende gevoeligheid van moleculaire componenten in virussen voor inactivatie door licht begrijpen, biedt dit ons de mogelijkheid om desinfectietechnieken te verfijnen.”

De reden waarom op licht gebaseerde deactiveringstechnologie wijdverbreide aandacht heeft gekregen, is dat deze een breed scala aan toepassingen kent en dat traditionele, op vloeistoffen gebaseerde deactiveringsmethoden niet geschikt zijn. Nu het mechanisme van deactivering beter wordt begrepen, is dit een belangrijke stap in de richting van het generaliseren van de technologie.

Samengestelde bron: ScitechDaily