Наночастицы повреждают коронавирус неожиданным способом, открывая путь к новой технологии дезинфекции

Исследователи из Шведского университета сельскохозяйственных наук и Тартуского университета открыли новый способ нейтрализации коронавируса и других вирусов в липидной оболочке. Было обнаружено, что определённые минеральные наночастицы повреждают мембрану вируса, снижая его способность проникать в клетки человека. Этот демонстрируемый механизм действия ранее не обсуждался в научной литературе. Технология работает при комнатной температуре и даже в темноте, что открывает ряд преимуществ для дезинфекции поверхностей, воздуха и воды.

"Используя эти новые знания, должно быть легко создавать поверхности с противовирусными свойствами, просто распыляя на них водные растворы подходящих наночастиц и давая им высохнуть. Также должно быть легко разработать экономичные фильтры для очистки загрязнённого воздуха и воды", — говорит профессор Вадим Кесслер из SLU, руководивший работой, опубликованной в Nanoscale.

Пандемия COVID-19 привела к интенсивному поиску новых методов лечения и дезинфекции. Одно из направлений — нанотехнологии, поскольку было показано, что крошечные частицы некоторых металлов и оксидов металлов обладают противовирусными свойствами.

Исследователи из SLU и Тартуского университета изучили результат контакта определённых типов минеральных наночастиц с коронавирусом и обнаружили ранее не предлагавшийся механизм действия.

"Теперь мы понимаем, какими свойствами должны обладать такие частицы, чтобы быть эффективными против коронавируса, и это очень важный шаг вперёд", — говорит Кесслер.

Коронавирусы принадлежат к типу вирусов с внешней оболочкой — липидной мембраной. Оказалось, что наночастицы минералов, таких как диоксид титана (TiO₂), очень прочно связываются с фосфолипидами в этой мембране. Это повреждает мембрану и приводит к высвобождению вирусного генетического материала, снижая способность вируса инфицировать клетки.

Ключевое преимущество в том, что это происходит при комнатной температуре и не требует какого-либо внешнего активирования. Ранее считалось, что минеральные наночастицы могут уничтожать вирусы только за счёт генерации активных форм кислорода, что требовало облучения УФ-светом.

Таким образом, исследование предполагает, что поверхности, покрытые наночастицами титана, могут уничтожать вирусы в оболочке (например, коронавирусы и вирусы гриппа) без необходимости активации УФ-светом, то есть работать в тёмных помещениях. Другие оксиды металлов, которые также прочно связываются с фосфолипидами, например, оксиды железа (Fe₂O₃) и алюминия (Al₂O₃), могут работать аналогичным образом. Ещё одно возможное применение — очистка загрязнённой воды в чрезвычайных ситуациях путём добавления нанопрепарата и осаждения образующегося геля.

"Частицы, которые мы производим, не опасны для организма человека, — добавляет Анджела Иваск, профессор генетики Тартуского университета. — Мы проверили это на нескольких клеточных линиях, чтобы убедиться в этом".