Corona: Riese mit Achillesferse

Interessanter Modellversuch aus Kassel: Mithilfe moderater elektrischer Felder lässt sich das Spike-Protein deformieren. Ein Einsatz in Luftfiltern ist gut möglich, das Patent schon angemeldet

Die Methode wird bereits in der Lebensmittelindustrie zur Desinfektion verwendet, da allerdings mittels Hochspannung. An der Uni Kassel nimmt man derzeit mit Schwachstrom die Schwachstelle des Corona-Virus ins Visier: das Spike-Protein. Die Forschungen laufen seit 2020, eine Anwendung in Luftfiltern bietet sich an. Erste Ergebnisse wurden im September veröffentlicht.

SARS-CoV-2 – und (s)eine Schwachstelle

Physikprofessor Martin Garcia erforscht seit Beginn der Pandemie mit seinem Team in Kassel das Verhalten von Corona-Viren in elektrischen Feldern. Dies ist die maßgebliche Voraussetzung: Die Stacheln auf der Oberfläche von SARS-CoV-2 reagieren extrem empfindlich auf elektrischen Strom.

In Computer-Simulationen wurde daher untersucht, was passiert, wenn die Viren ein Spannungsfeld durchlaufen. Zuerst berichtete die Kasseler Hessenschau über die Versuche.

In den Modellversuchen durchlaufen die Viren ein elektrisches Feld zwischen zwei Metallplatten. Das ist üblicherweise nichts Neues. Beim Kampf gegen Bakterien zum Beispiel wird jedoch Hochspannung benötigt, während die Methode aus Kassel mit Schwachstrom auskommt.

Das Ergebnis der "Behandlung": Das Spike-Protein wird stark deformiert; danach kann das Virus nicht mehr an andere Zellen andocken, es wird ungefährlich.

Wie Garcia erklärt, sind Corona-Viren "extrem instabil" und verändern schon durch eine geringe Spannung ihre Struktur:

Moderate bis schwache elektrische Impulse zwingen das Spike-Protein dazu, seine Struktur auf atomarer Ebene zu ändern, und das dauerhaft. Dann kann die Rezeptor-Bindungs-Domäne nicht mehr an den ACE2-Rezeptor der menschlichen Zelle andocken

Prof. Martin E. Garcia, Universität Kassel

Der Effekt, so Garcia, ist auch auf andere Viren anwendbar.

Mutationen machen das Virus anfälliger

Um das Spike-Protein zu schädigen, reicht das elektrische Feld einer einfachen Batterie, erzeugt mit Elektroden, wie sie auch in herkömmlichen Luftreinigern eingesetzt werden könnten. Bereits elektrische Felder der Stärke 0.0001 Volt/Nanometer genügten – kein Wert, der für Menschen gefährlich werden könnte.

"Andere Proteine", so Garcia, "auch die von gesunden Zellen, werden dadurch nicht geschädigt, da sie erst auf viel höhere Feldstärken mit Strukturänderungen reagieren."

Sind die hochansteckenden Corona-Mutationen ein Problem? Im Gegenteil, wie Garcia meint:

Überraschenderweise macht die Strukturänderung des Spike-Proteins durch die Mutation das Virus zwar ansteckender, aber gleichzeitig erhöht sich dadurch seine Verwundbarkeit durch elektrische Felder.

Prof. Martin E. Garcia

Die Methode der Kasseler Forscher bietet das Potenzial zu enormen Kostenersparnissen, ergänzt Dr. Gerhard Scheuch, einer der führenden Aerosolexperten in Deutschland; die im Modell beschriebene Inaktivierung von Corona-Viren könnte in Zukunft etwa eine neue Klasse von Luftfilteranlagen ermöglichen, die nur sehr wenig Energie brauche.

Erfolgversprechend: eine neue Generation von Filtern?

Dafür müssten die sogenannten Hepa-Filter lediglich durch Elektroden ersetzt werden, die an Niedrigspannung angeschlossen sind. Die Luftfilter ließen sich ohne großen Aufwand mit einem Spannungsfeld aufrüsten. Die gefilterte Luft enthält dann nur noch unschädliche Viren und kann wieder dem Raum zugeführt werden. Ein simpler Effekt also?

Es ist [dann] kein Problem, wenn man das Virus einatmet.

Prof. Martin E. Garcia, Universität Kassel

Übliche Filter, die Viren aus der Luft filtern, müssen regelmäßig ausgetauscht werden - das entfällt bei der Methode aus Kassel. Wie genau der Einbau funktioniert und wie genau so eine Vorrichtung aussehen kann, erforschen derzeit Ingenieure der Kasseler Uni. Auch ein – allerdings begrenzter – Einsatz in Masken wäre denkbar.

Im Moment sind die Erkenntnisse noch Theorie, die Überprüfung in der Praxis steht noch aus. Garcia und sein Team sind von ihrer Methode absolut überzeugt. Die "Corona-Killer"-Methode lässt man in Kassel auf jeden Fall schon mal patentieren.

Bleibt zu hoffen, dass sich schnell ein Hersteller findet, der die Erkenntnisse aufgreift. Vielleicht nähme dann das leidige Thema der Luftfilterung endlich an Fahrt auf. Zu denken ist dabei nicht zuletzt an den bevorstehenden Winter und etwa die Schulen, wo man bisher stupide aufs altmodische Lüften setzt.

In einem offenen Brief hatte Aerosoloexperte Scheuch, zusammen mit Kollegen der Gesellschaft für Aerosolforschung (GAeF), im Frühjahr klare Worte an die Bundesregierung gerichtet und dabei auf die Bedeutung von Filtern und Raumluftreinigern hingewiesen.

Das dem Brief beigefügte Positionspapier der GAeF weist unmissverständlich auf eine einfache Wahrheit hin:

In einer Untersuchung von Infektionsketten wurde (…) festgestellt, dass die COVID-19-Infektion im Wesentlichen ein Phänomen in Innenräumen ist und im Außenbereich, also außerhalb geschlossener Räume, nahezu keine Ansteckungen auftreten.

Positionspapier der GaeF, Frühjahr 2021

(Arno Kleinebeckel)