Dieselben Glühbirnen, die in Büros und öffentlichen Räumen verwendet werden, können laut einer neuen Studie der University of Toronto (U of T) Scarborough Coronaviren und HIV zerstören.
Die Forscher töteten beide Viren mit UV-LED-Licht, das zwischen weißem Licht und dekontaminierendem ultraviolettem (UV) Licht wechseln kann. Mit einer kostengünstigen Nachrüstung könnten sie auch in vielen Standard-Beleuchtungskörpern verwendet werden, was ihnen einen „einzigartigen Reiz“ für öffentliche Räume verleiht, sagt Christina Guzzo, leitende Autorin der Studie.
„Wir befinden uns in einer kritischen Zeit, in der wir jede mögliche Station nutzen müssen, um aus dieser Pandemie herauszukommen“, sagt Guzzo, Assistenzprofessor an der Fakultät für Biowissenschaften. „Jede leicht umsetzbare Minderungsstrategie sollte genutzt werden.“
UV-Licht tötet Viren durch Strahlung ab. Guzzo, neben Ph.D. Die Studenten Arvin T. Persaud und Jonathan Burnie testeten die Lichter zunächst an Bakteriensporen (Bacillus pumilus-Sporen), die für ihre Resistenz gegen diese Strahlung bekannt sind.
„Wenn Sie in der Lage sind, diese Sporen abzutöten, können Sie vernünftigerweise sagen, dass Sie in der Lage sein sollten, die meisten anderen Viren abzutöten, denen Sie häufig in der Umwelt begegnen würden“, sagt Guzzo, leitender Forscher am Guzzo Lab.
Innerhalb von 20 Sekunden UV-Bestrahlung ging das Wachstum der Sporen um 99 % zurück.
Die Forscher stellten dann Tröpfchen her, die Coronaviren oder HIV enthielten, um die typische Art und Weise nachzuahmen, wie Menschen Viren in der Öffentlichkeit begegnen, beispielsweise durch Husten, Niesen und Bluten. Die Tröpfchen wurden dann UV-Licht ausgesetzt und in eine Kultur gegeben, um zu sehen, ob irgendein Teil des Virus aktiv blieb. Nach nur 30 Sekunden Expositionszeit sank die Infektionsfähigkeit des Virus um 93 %.
Beim Testen der Viren in verschiedenen Konzentrationen stellten sie fest, dass Proben mit mehr Viruspartikeln widerstandsfähiger gegen UV-Licht waren. Aber selbst bei einer so hohen Viruslast, die Guzzo als „das Worst-Case-Szenario“ bezeichnet, sank die Infektiosität um 88 %.
Obwohl es nicht in die Studie aufgenommen wurde, verglichen Guzzo und ihre Studenten UV-Licht mit zwei Hochleistungsdesinfektionsmitteln, die in der Laborforschung verwendet wurden. Sie fanden heraus, dass die Lichter in ihrer Fähigkeit, Viren zu deaktivieren, ähnlich effektiv waren.
"Ich war wirklich überrascht, dass UV auf dem gleichen Niveau wie die üblicherweise verwendeten Laborchemikalien, die wir als Goldstandard betrachten, funktionieren kann", sagt sie. „Das ließ mich denken: „Oh mein Gott, das ist ein legitimes Tool, das wirklich zu wenig genutzt wird.“
Balancieren Sie die Vor- und Nachteile von UV durch cleveren Einsatz, sagen Forscher
Während die Lichter immer noch einen kleinen Prozentsatz des Virus lebensfähig ließen, verweist Guzzo auf das „Schweizer Käsemodell“ der Verteidigung gegen COVID. Jede Strategie zur Bekämpfung der Ausbreitung hat ihre Löcher, aber jede Schicht ist eine weitere Chance, umherstreunende Viruspartikel zu stoppen .
Wiederholtes Aussetzen gegenüber UV-Licht ist der Schlüssel zum Einfangen dieser übersehenen Partikel – glücklicherweise ist es so einfach wie das Umlegen eines Schalters. Es ist auch einfacher, eine Glühbirne auszutauschen als ein Luftfiltersystem. Guzzo merkt an, dass UV-LEDs billig sind und leicht in bestehende Leuchten nachgerüstet werden könnten, und dass die Glühbirnen langlebig und einfach zu warten sind.
„Man könnte auf eine Weise desinfizieren, die die Freude der Menschen an dem alltäglichen ‚normalen‘ Leben, nach dem sie sich sehnen, nicht beeinträchtigt“, sagt Guzzo.
Auch die Leuchten profitieren von der Automatisierung. Es kann jedes Mal eine standardisierte, keimtötende Lichtdosis abgegeben werden, während das Abwischen von Räumen mit Desinfektionsmitteln Raum für menschliches Versagen lässt. Chemikalien und Abfälle dieser Desinfektionsmittel landen auch in Wassereinzugsgebieten und Mülldeponien, wenn Hände gewaschen und Tücher weggeworfen werden.
Aber das Licht ist nicht harmlos, und es gibt einen Grund, Sonnenschutzmittel und Sonnenbrillen zu tragen – UV-Strahlung schädigt die Nukleinsäure, und wiederholte, längere Exposition ist schädlich. Aus diesem Grund sagt Guzzo, dass die Lichter verwendet werden sollten, wenn öffentliche Räume leer sind, wie zum Beispiel geräumte Busse, die ihre Routen beendet haben, oder leere Aufzüge, die zwischen den Stockwerken fahren. Rolltreppenhandläufe könnten kontinuierlich desinfiziert werden, indem UV-Lichter in den unterirdischen Teil der Schiene gestellt und bei jeder Umdrehung gereinigt werden.
Safe Antivirus Technologies, Inc., ein in Toronto ansässiges Start-up-Unternehmen, das für die Studie mit Guzzo zusammengearbeitet hat, entwickelt einzigartige UV-LED-Beleuchtungsmodule. Mit Bewegungssensoren schalten die Lichter automatisch auf UV-Licht um, wenn ein Raum leer ist, und schalten dann bei Bewegung wieder auf normales Licht um.
Diese im Virology Journal veröffentlichte Studie hebt UV-LEDs als ein Werkzeug hervor, das über die Pandemie hinaus eingesetzt werden könnte, idealerweise, um eine weitere zu verhindern.
„Aus weltweiten Ereignissen wie der COVID-19-Pandemie, so schrecklich sie auch sind, können hoffentlich noch Lehren gezogen werden“, sagt Guzzo. „Eine Sache, die wir gelernt haben, ist, dass dies ein zu wenig genutztes Tool ist, über dessen Implementierung wir mehr nachdenken sollten.“