Wissenschaftler entdecken entscheidende Faktoren, die das Überleben von durch die Luft übertragenen Viren bestimmen

Wissenschaftler der Universität Bristol haben entscheidende Erkenntnisse darüber gewonnen, warum durch die Luft übertragene Viren ihre Infektiosität verlieren. Die Ergebnisse, veröffentlicht in der Zeitschrift der Royal Society Interface Entdecken Sie heute, wie sauberere Luft das Virus deutlich schneller abtötet und warum das Öffnen eines Fensters möglicherweise wichtiger ist als ursprünglich angenommen. Die Forschung könnte zukünftige Eindämmungsstrategien für neue Viren prägen.

In der ersten Studie zur Messung der Unterschiede in der Luftstabilität verschiedener Varianten von SARS-CoV-2 in inhalierbaren Partikeln zeigen Forscher der School of Chemistry in Bristol, dass das Virus mit der Entwicklung aus dem ursprünglichen Stamm weniger in der Luft überlebensfähig geworden ist bis hin zur Delta-Variante.

Dr. Allen Haddrell, Hauptautor der Studie und leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter an der School of Chemistry in Bristol, erklärte: „Aerosolpartikel, die ausgeatmet werden, wenn infizierte Personen atmen, sprechen oder husten, können Viren übertragen – aber wie und warum verlieren Viren ihre Infektiosität, sobald sie zirkulieren?“ in diesen luftgetragenen Partikeln herum ist, wurde ausführlich diskutiert.

Zur Durchführung der Forschung nutzte das Team ein von ihnen entwickeltes Bioaerosol-Technologieinstrument der nächsten Generation namens CELEBS (Controlled Electrodynamic Levitation and Extraction of Bioaerosols on a Substrate), mit dem sie das Überleben verschiedener SARS-CoV-2-Varianten im Labor untersuchen konnten Luftpartikel, die ausgeatmetes Aerosol imitieren. Sie untersuchten, wie Umweltfaktoren wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit, Partikelzusammensetzung und das Vorhandensein saurer Dämpfe wie Salpetersäure die Infektiosität des Virus über einen Zeitraum von 40 Minuten verändern.

Durch die Manipulation des Gasgehalts der Luft bestätigte das Team, dass die Aerostabilität des Virus durch den alkalischen pH-Wert der das Virus enthaltenden Aerosoltröpfchen gesteuert wird. Wichtig ist, dass sie beschreiben, wie jede der SARS-CoV-2-Varianten in der Luft unterschiedliche Stabilitäten aufweist und dass diese Stabilität mit ihrer Empfindlichkeit gegenüber alkalischen pH-Bedingungen korreliert.

Der hohe pH-Wert der ausgeatmeten SARS-CoV-2-Viruströpfchen ist wahrscheinlich ein wesentlicher Faktor für den Verlust der Infektiosität. Je weniger Säure in der Luft ist, desto alkalischer ist das Tröpfchen, desto schneller stirbt das Virus. Das Öffnen eines Fensters kann wichtiger sein als ursprünglich angenommen, da frische Luft mit weniger Kohlendioxid den Säuregehalt in der Atmosphäre verringert und dazu führt, dass das Virus deutlich schneller stirbt.

Dr. Haddrell fügte hinzu: „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass der hohe pH-Wert des ausgeatmeten Aerosols den Verlust der viralen Infektiosität vorantreibt. Daher kann jedes Gas, das den pH-Wert des Aerosols beeinflusst, eine Rolle dabei spielen, wie lange das Virus in der Luft infektiös bleibt. Beispielsweise Bleichmittel.“ gibt sauren Dampf ab, der die Stabilität von SARS-CoV-2 in der Aerosolphase erhöhen kann. Umgekehrt kann Ammoniak, das alkalischen Dampf abgibt, den gegenteiligen Effekt haben.“

Die Ergebnisse liefern wertvolle Erkenntnisse darüber, warum und wie aerosolisierte Viren ihre Infektiosität verlieren, und bereiten die Grundlage für die Entwicklung neuer Strategien zur Risikominderung.

Jonathan Reid, Direktor des Bristol Aerosol Research Centre und Professor für Physikalische Chemie an der School of Chemistry der University of Bristol und einer der korrespondierenden Autoren, sagte: „Es gibt zahlreiche Faktoren, die die Übertragung von Viren in der Luft beeinflussen, und diese sind es.“ werden oft mit physikalischen und umweltbedingten Parametern verwechselt, die die Langlebigkeit des Virus in der Aerosolphase beeinflussen können, wie z. B. Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Luftbewegung und UV-Licht.

„Unsere Ergebnisse erweitern unser Verständnis darüber, wie Umweltfaktoren die Stabilität von SARS-CoV-2 und anderen Viren in der Luft beeinflussen, was uns dabei helfen wird, bessere Sicherheits- und Eindämmungsstrategien zu entwickeln, um die Übertragung von Krankheiten zu reduzieren. Wir beabsichtigen nun, die Rolle des pH-Werts durch Untersuchungen weiter zu untersuchen.“ die Rolle, die Kohlendioxid auf das Risiko der Übertragung von SARS-CoV-2 spielt.“