Un nuovo studio ha rivelato per la prima volta il ruolo vitale dell'anidride carbonica (CO2 ) gioca nel determinare la durata della vita dei virus presenti nell'aria, vale a dire SARS-CoV-2, il virus che causa COVID-19. Ha mostrato chiaramente il mantenimento della CO2 livelli sotto controllo aiutano a ridurre la sopravvivenza del virus e quindi il rischio di infezione.
La ricerca, condotta dall'Università di Bristol e pubblicata oggi su Nature Communications , mostra come CO2 è un fattore importante nel prolungare la vita delle varianti SARS-CoV-2 presenti in minuscole goccioline circolanti nell'atmosfera.
L'autore principale, il dottor Allen Haddrell, ricercatore associato senior in Aerosol Science presso la Scuola di Chimica dell'Università, ha dichiarato:"Sapevamo che la SARS-CoV-2, come altri virus, si diffonde attraverso l'aria che respiriamo. Ma questo studio rappresenta un enorme passo avanti nel campo della scienza". la nostra comprensione di esattamente come e perché ciò accade e, soprattutto, cosa si può fare per fermarlo.
"Dimostra che aprire una finestra può essere più potente di quanto si pensasse inizialmente, specialmente in stanze affollate e poco ventilate, poiché l'aria fresca avrà una minore concentrazione di CO2 , facendo sì che il virus venga inattivato molto più velocemente.
"Ma evidenzia anche l'importanza dei nostri obiettivi globali di zero emissioni nette perché la ricerca indica livelli di CO2 anche leggermente aumentati , che stanno aumentando nell'atmosfera con l'inizio dei cambiamenti climatici, possono migliorare significativamente il tasso di sopravvivenza del virus e il rischio di sua diffusione."
Durante la pandemia di COVID-19 i monitor del biossido di carbonio sono stati utilizzati per aiutare a stimare la ventilazione negli edifici, poiché sia la CO2 e il virus sono presenti nel respiro esalato. Ma questa ricerca ha scoperto come la CO2 stesso fa sì che il virus sopravviva più a lungo nell’aria. I ricercatori hanno anche scoperto che diverse varianti di SARS-CoV-2 avevano aerostabilità diverse, con l'ultima variante omicron che aveva una durata di vita estesa.
I ricercatori hanno fatto queste scoperte utilizzando l’esclusiva tecnologia del bioaerosol da loro sviluppata, chiamata CELEBS—Controlled Electrodynamic Levitation and Extraction of Bioaerosols on a Substrate, che consente di misurare la sopravvivenza di diverse varianti SARS-CoV-2 in particelle sospese nell’aria generate in laboratorio che imitano l’aerosol esalato .
Variando la concentrazione di CO2 nell'aria tra 400 parti per milione (ppm) (il livello nell'aria esterna normale) e 6.500 ppm, il team ha confermato una correlazione tra gli aumenti di CO2 concentrazioni e il periodo di tempo in cui i virus presenti nell'aria rimangono infettivi nell'aria, aggravando il rischio di trasmissione.
I risultati hanno mostrato un aumento della CO2 la concentrazione a soli 800 ppm, un livello identificato come ben ventilato, ha comportato un aumento dell'aerostabilità virale. Dopo 40 minuti, rispetto all'aria pulita, circa 10 volte più virus rimanevano infettivi quando l'aria aveva una concentrazione di CO2 concentrazione simile a quella di una stanza affollata (3.000 ppm).
Il dottor Haddrell ha affermato:“Questa relazione getta luce importante sul motivo per cui possono verificarsi eventi di super diffusione in determinate condizioni. L’elevato pH delle goccioline espirate contenenti il virus SARS-CoV-2 è probabilmente uno dei principali fattori di perdita di infettività.>2 si comporta come un acido quando interagisce con le goccioline. Ciò fa sì che il pH delle goccioline diventi meno alcalino, con il risultato che il virus al loro interno viene inattivato a un ritmo più lento.
"Ecco perché aprire una finestra è una strategia di mitigazione efficace perché rimuove fisicamente il virus dalla stanza, ma rende anche le stesse goccioline di aerosol più tossiche per il virus."
Da qui alla fine del secolo, recenti ricerche scientifiche sul clima hanno previsto la concentrazione di CO2 nell'atmosfera si prevede che raggiunga più di 700 ppm.
Il dottor Haddrell ha aggiunto:"Questi risultati hanno quindi implicazioni più ampie non solo nella nostra comprensione della trasmissione dei virus respiratori, ma anche di come i cambiamenti nel nostro ambiente possano esacerbare la probabilità di future pandemie. I dati del nostro studio suggeriscono che l'aumento dei livelli di CO>2 nell'atmosfera può coincidere con un aumento della trasmissibilità di altri virus respiratori estendendo il tempo in cui rimangono infettivi nell'aria."
Il coautore, il professor Jonathan Reid, direttore dell'EPSRC Center for Doctoral Training in Aerosol Science presso l'Università di Bristol, ha dichiarato:"Anche se c'è molto che ancora non capiamo, ora stiamo acquisendo un quadro molto più completo del ruolo dell'espirato gli aerosol respiratori svolgono un ruolo nel trasporto di virus infettivi tra le persone e nei meccanismi che controllano la loro sopravvivenza.
"Questi risultati possono servire come base scientifica per la progettazione di strategie di mitigazione che potrebbero salvare vite umane in qualsiasi futura pandemia."
Ulteriori informazioni: Allen Haddrell et al, La concentrazione di anidride carbonica nell'ambiente è correlata all'aerostabilità della SARS-CoV-2 e al rischio di infezione, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47777-5
Informazioni sul giornale: Comunicazioni sulla natura
Fornito dall'Università di Bristol
