Spotlight März 2021: Ist Nanotechnologie ein Schweizer Taschenmesser im Kampf gegen zukünftige Pandemien?

Der Ausbruch von COVID 19 hat zu einem grundlegenden Umdenken bei den bisherigen Diagnose-, Behandlungs- und Präventionsmethoden geführt. Der Bedarf an verbesserten und effizienteren Konzepten ist global und dringend. Nanotechnologie steht schon lange an der Front der Innovationen und hat Fortschritte in vielen verschiedenen Disziplinen hervorgebracht. Könnte dieses interdisziplinäre Feld bei der Entwicklung umfassenderer Ansätze zur Bekämpfung von COVID-19 sowie zukünftiger Pandemien helfen?

Diese Review aus dem Fachmagazin ACS NANO bietet eine allgemeine Einführung in das neuartige Coronavirus (SARS-CoV-2), den Verlauf der Coronavirus-Erkrankung (COVID-19) sowie eine Übersicht über aktuelle Impfstoffe. Zusätzlich werden einige der Versuche, die erste Interaktion des Virus mit den jeweiligen Wirtzellen zu stoppen sowie lebensbedrohliche Prozesse zu verhindern, detailliert dargestellt. In diesem Zusammenhang präsentieren und diskutiert das interdisziplinäre Autorenteam mehrere potenzielle Vorteile der Nanotechnologie und die entscheidende Rolle, die diese im Kampf gegen COVID-19 und zukünftige Pandemien sowohl innerhalb als auch außerhalb des Wirts haben könnte. Die Autoren heben die multifunktionalen Lösungen hervor, die Materialien im Nanomaßstab bieten, z.B. durch die Kombination von Diagnostik und Therapie in einem. Diese auf Nanotechnologie basierenden Systeme können die Spezifität und damit die Effizienz der Abgabe von Immunsuppressiva an die Zielzellen erhöhen, was zu einer Reduzierung der Medikamentendosis und der Medikamentenverteilung in Nicht-Zielorgane führt. Die Autoren erläutern auch detailliert die vielfältigen Möglichkeiten, wie Nanomaterialien die Impfstoff- oder Immunisierungsforschung unterstützen können, indem sie beispielsweise die vom Immunsystem benötigte Hochregulierung fördern oder die Immunantwort gegen Antigene umleiten. In ähnlicher Weise kann die Nanotechnologie Wege bieten, die Ausbreitung von COVID-19 zu verlangsamen. In dieser Übersicht wird auch die Entwicklung von selbstdesinfizierenden Oberflächen vorgestellt, die eine Kontamination in Krankenhäusern oder Heimen vermeiden würden. Abschließend untersuchen die Autoren, um die Multifunktionalität von Nanomaterialien zu verdeutlichen, wie Nanotechnologie-basierte Lösungen die Sicherheit von luftfilternden Produkten wie Masken erhöhen könnten.

Wer sich für eine detailliertere Beschreibung der neuesten nanoskaligen Materialien oder Beispiele interessiert, kann diese in der Originalpublikation nachlesen:

Weiss, C., Carriere, M., Fusco, L., Capua, I., Regla-Nava, J.A., Pasquali, M., Scott, J.A., Vitale, F., Unal, M.A., Mattevi, C. and Bedognetti, D., 2020. Toward nanotechnology-enabled approaches against the COVID-19 pandemic. ACS nano, 14(6), pp.6383-6406. DOI: 10.1021/acsnano.0c03697