La microscopía de fuerza atómica de alta velocidad revela el mecanismo de transmisión de superficie de COVID-19

Cuando el virus del nuevo coronavirus (SARS-CoV-2) infecta una célula. Crédito: NIAID

Universidad de Paderborn investigada COVID-19[feminine mécanismes de transmission. Les résultats de l’étude pourraient apporter une contribution significative à la lutte contre le COVID-19 et ont maintenant été publiés dans Recherche avancée en nanomécanique, une revue qui fait partie de la série Advanced Science.

Il est généralement connu que les coronavirus sont principalement transmis par voie aérienne. Cependant, plusieurs études ont maintenant identifié la transmission par les surfaces contaminées comme un facteur important. Il y a de plus en plus de preuves qu’ils peuvent jouer un rôle clé dans la propagation des infections virales. Jusqu’à présent, cependant, on en sait peu sur les mécanismes physico-chimiques des interactions et comment ces interactions influencent la viabilité et l’infectivité des virus », explique le physicien Dr. Adrian Keller, qui dirige le groupe de travail« Nanobiomaterials »à l’Université de Paderborn. Selon Keller, des connaissances appropriées sont non seulement importantes en ce qui concerne le développement de revêtements antiviraux, mais également pour l’adaptation des protocoles de stérilisation et de désinfection lorsque, par exemple, il y a pénurie d’équipements de protection individuelle et de désinfectants.

En utilisant la microscopie à force atomique à grande vitesse, les chercheurs peuvent visualiser la dynamique dite d’adsorption, de diffusion et d’interaction – essentiellement le comportement de mouvement – de diverses biomolécules. «Plus précisément, nous examinons l’adsorption de particules virales sur des surfaces abiotiques, c’est-à-dire non vivantes. Un particulier SRAS-CoV-2 La sous-unité protéique joue un rôle clé à cet égard, à savoir le point le plus à l’extérieur de la coquille à pointes caractéristique du pathogène », explique Keller.

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Les surfaces dans les expériences étaient des monocristaux d’oxyde destinés à imiter différents porteurs de germes et mis en contact avec des électrolytes contenant des protéines. Ces dernières ressemblaient aux sécrétions muqueuses humaines dans leurs propriétés. Keller explique: «Les électrolytes ont servi de fluides porteurs pour les protéines isolées. Leurs concentrations de sel et leurs valeurs de pH ont été ajustées de manière à ressembler à celles de la salive ou du mucus. L’adsorption des protéines sur les surfaces se produit dans ces milieux et vise à simuler le processus de gouttelettes chargées de tousseurs et chargées de virus atterrissant sur les surfaces. »

L’un des résultats les plus significatifs est que l’adsorption de la protéine de pointe sur les surfaces d’oxyde est contrôlée par des interactions électrostatiques. Keller explique: «Cela conduit entre autres à ce que la protéine de pointe s’adsorbe moins fortement sur l’oxyde d’aluminium que sur l’oxyde de titane. Dans les mêmes conditions et temps d’incubation, la surface en oxyde de titane contient donc plus de protéines que la surface en oxyde d’aluminium. Cependant, les interactions électrostatiques peuvent être supprimées relativement facilement, par exemple dans des solutions salines concentrées. Nous supposons que ces corrélations entre la surface et la protéine de pointe jouent également un rôle clé dans l’attachement initial de particules de virus SARS-CoV-2 complètes aux surfaces. Cependant, après ce premier contact, d’autres processus médiés par d’autres protéines peuvent devenir plus importants. »

Selon Keller, cependant, des études supplémentaires sont nécessaires: «Pour élucider pleinement la hiérarchie des interactions impliquées, des études au niveau moléculaire utilisant différents composants d’enveloppe isolés ainsi que des particules virales du SRAS-CoV-2 complètes sont nécessaires.»

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Référence: «Adsorption de SRAS ‐ CoV ‐ 2 Spike Protein S1 at Oxide Surfaces Studied by High ‐ Speed ​​Atomic Force Microscopy» par Yang Xin, Prof. Guido Grundmeier et Dr. Adrian Keller, 9 octobre 2020, Recherche avancée en nanomécanique.
DOI: 10.1002 / anbr.202000024

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