Борьтьба з COVID-19 за допомогою ультрафіолету

Смертельна пандемія COVID-19 продовжує створювати хаос у всьому світі, і цьому не видно кінця, та й нових способів зупинити розповсюдження або пом'якшити наслідки хвороби небагато. Хоча більшість експертів сходяться на думці, що вакцина може суттєво уповільнити або врешті-решт зупинити розповсюдження, робота з розробки, затвердження та розповсюдження такої вакцини, швидше за все, буде за кілька місяців.

Це залишає нам лише зусилля з профілактики, такі як маски, соціальне дистанціювання та дезінфекція, які частково через людську непослідовність у поведінці виявилися різними за ефективністю. Незважаючи на ці похмурі реалії щодо нового коронавірусу, який бурхливо охопив 2020 рік, порушивши роботу, навчання у школі та особисте життя майже всіх людей на земній кулі, деякі дослідники Університету Нью-Мексико виявили можливий прорив у боротьбі з цим вірусом.

Команда під керівництвом викладача Центру біомедичної інженерії Девіда Віттена, заслуженого професора кафедри хімічної та біологічної інженерії, а також Єва Чі та Ліннеа Іста, викладачі цього ж відділу, знайшли трохи світла в кінці тунелю. Основний висновок їхніх досліджень, висвітлений у статті "Високоефективна інактивація SARS-CoV-2 кон'югованими полімерами та олігомерами", опублікований цього тижня в журналі ACS Applied Materials & Interfaces, включає здатність поєднання певних полімерів та олігомери в поєднанні з УФ-світлом майже повністю знищують коронавірус.

Співавторами UNM у роботі були Флоренція А. Мондж, з Центру біомедичної інженерії ООН та аспірантури з біомедичної інженерії; Вірджині Бонду з кафедри молекулярної генетики та мікробіології Медичної школи УНМ; Елісон М. Келл, кафедра молекулярної генетики та мікробіології Медичної школи УНМ; та Патрік Л. Донабедян, випускник інженерної програми з нанонаук та мікросистем при UNM. Також у команді є Кірк Шанце та Прадіепкумар Джагадесан, обидва з хімічного факультету Техаського університету в Сан-Антоніо.

Хоча такі дезінфікуючі засоби, як відбілювач або спирт, ефективні проти вірусу, вони є летючими та корозійними, що обмежує тривалу стерилізацію поверхонь, оброблених цими продуктами, сказав Уіттен. Що відрізняється від цих полімерних та олігомерних матеріалів, це те, що при активації ультрафіолетовим світлом вони забезпечують покриття, яке, як показано, є швидкодіючим і високоефективним, зменшуючи концентрацію вірусу на п’ять порядків, сказав Чі. "Ці матеріали показали, що мають противірусні властивості широкого спектру", - сказала вона. Уайттен зазначає, що для того, щоб матеріал був активним проти вірусу, його потрібно піддавати дії світла. Світло активує процес "стикування", який є важливим і необхідним для розміщення олігомеру або полімеру на поверхні частинок вірусу, дозволяючи поглинання світла, що утворює реактивний кисень, проміжний продукт на поверхні частинок вірусу. "Наскільки нам відомо на сьогодні, такі матеріали, як наш, не активні проти SARS-CoV-2 у темряві і потребують активації шляхом опромінення ультрафіолетовим або видимим світлом, залежно від того, де конкретний антимікробний засіб поглинає світло", - сказав він.

"У темряві наші антимікробні матеріали" стикаються "з вірусом, а потім при опроміненні активують кисень. Саме цей активний збуджений стан кисню запускає ланцюг реакцій, які інактивують вірус". І ця наука може бути легко застосована до споживчих, комерційних та медичних товарів, таких як серветки, спреї, одяг, фарби, засоби індивідуального захисту (ЗІЗ) для медичних працівників і практично на будь-якій поверхні.

"Включаючи в маски N95, цей матеріал добре працює проти вірусу", - сказав Чі. "На додаток до захоплення вірусу в маску, це дозволить покращити ЗІЗ і продовжити його життя". Ще однією унікальною перевагою цього матеріалу є те, що на відміну від традиційних дезінфікуючих засобів, показано, що він не змивається водою і не залишає токсичних залишків в результаті процесу фотодеградації, сказав Чі. Вивчення потенціалу кон'югованих полімерів та олігомерів не є нічим новим для дослідників UNM. Насправді Віттен та інший з авторів дослідження, Кірк Шанце, досліджували цю область протягом декількох десятиліть. Уіттен і Чі сказали, що такі колеги, як Шанце та інші, зібрали багато даних про полімери та олігомери, тож коли пандемія потрапила навесні, Віттен майже відразу почав гадати, як може допомогти його область дослідження. "Це був правильний час для всіх нас", - сказав Чі. Придбати живий коронавірус для досліджень - це непростий подвиг, але завдяки зусиллям кількох членів команди вони змогли це здійснити. Ліннеа Іста є членом Комітету з біобезпеки при UNM, і коли спалахнула пандемія, і вона була в курсі досліджень, які проводили Уіттен і Чі, вона зрозуміла, що може мати зв'язок із тим, як здійснити дослідження, завдяки той факт, що в комітеті також засідають представники Медичної школи ООН. Елісон Келл, викладач медичного факультету, змогла придбати живий коронавірус для перевірки ефективності цих матеріалів. У своїх дослідженнях вона працювала з вірусом SARS-CoV-2 і змогла розробити протокол для аналізу зразків, підготовлених командою, та опромінення їх поблизу УФ або видимого світла. Через чутливий характер роботи з вірусом, таким як коронавірус, для Келла було вкрай важливо бути частиною команди, оскільки робота повинна була проводитися у співпраці з Медичною школою UNM, яка має лабораторію BSL-3, яка мають важливе значення для проведення дослідження щодо дуже заразного активного вірусу, сказала Іста. Віттен сказав, що він сподівається, що це відкриття можна швидко використати. Він передбачає, що як тільки матеріал буде затверджений, пройде лише кілька місяців, коли серветки, маски та інші товари з’являться на ринку.

На додаток до коронавірусу, ці продукти можуть також допомогти усунути зараження застудою, сезонним грипом та іншими вірусними та бактеріальними інфекціями, які щороку мучать мільйони людей, спричиняючи втрату роботи та навчального часу. "Для цього існує безмежний ринок", - сказав він. Він додав, що нинішня пандемія, мабуть, не остання така криза громадського здоров'я, яку ми побачимо, тому навіть після того, як буде доступна вакцина проти коронавірусу, такі продукти можуть бути корисними для боротьби з широким спектром вірусів та бактерій, включаючи грип чи застуду . "Ми не просто думаємо про COVID, а про інші патогени та будь-які вірусні агенти", - сказав Віттен. "Ми хочемо бути готовими до наступної пандемії".

Джерело:

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/12/201209115207.htm