Koppers virusdödande krafter var kända även av de gamla

När forskarna förra månaden rapporterade att det nya coronaviruset som orsakar COVID-19-pandemin överlevde i flera dagar på glas och rostfritt stål, men dog inom några timmar efter att ha landat på koppar, var det enda som förvånade Bill Keevil att patogenen överlevde så länge på koppar.

Keevil, mikrobiologiforskare vid University of Southampton i England, har studerat kopparens antimikrobiella effekter i mer än två decennier. Han har i sitt laboratorium sett hur den enkla metallen har dödat den ena onda bakterien efter den andra. Han började med den bakterie som orsakar legionärssjukan och övergick sedan till läkemedelsresistenta mördarinfektioner som meticillinresistent Staphylococcus aureus (MRSA). Han testade virus som orsakade världsomspännande hälsorisker som MERS (Middle East Respiratory Syndrome) och pandemin av svininfluensa (H1N1) 2009. I samtliga fall dödade kopparkontakt patogenen inom några minuter. ”Det bara sprängde det i bitar”, säger han.

Under 2015 riktade Keevil sin uppmärksamhet mot Coronavirus 229E, en släkting till COVID-19-viruset som orsakar vanlig förkylning och lunginflammation. Återigen slog koppar ut viruset på några minuter medan det förblev smittsamt i fem dagar på ytor som rostfritt stål eller glas.

”En av ironierna är att folk använder rostfritt stål för att det verkar rent, och på ett sätt är det det också”, säger han och påpekar att materialet är allestädes närvarande på offentliga platser. ”Men argumentet är hur ofta ska man städa? Vi städar inte tillräckligt ofta. Koppar däremot desinficerar bara genom att vara där.

Ancient Knowledge

Keevil’s arbete är en modern bekräftelse på ett uråldrigt botemedel. I tusentals år, långt innan man kände till bakterier eller virus, har man känt till kopparens desinficerande förmåga. ”Koppar är verkligen en gåva från Moder Natur i och med att mänskligheten har använt det i över åtta årtusenden”, säger Michael G. Schmidt, professor i mikrobiologi och immunologi vid Medical University of South Carolina som forskar om koppar i hälso- och sjukvårdsmiljöer.

Den första dokumenterade användningen av koppar som ett infektionsdödande medel kommer från Smiths Papyrus, det äldsta kända medicinska dokumentet i historien. Informationen däri har tillskrivits en egyptisk läkare omkring 1700 f.Kr. men är baserad på information som går så långt tillbaka som 3200 f.Kr. Egyptierna använde ankh-symbolen, som står för evigt liv, för att beteckna koppar i hieroglyfer.

Sedan 1600 f.Kr. använde kineserna kopparmynt som läkemedel för att behandla hjärt- och magsmärtor samt sjukdomar i urinblåsan. De sjöfarande fenicierna lade in spån från sina bronssvärd i stridssår för att förhindra infektioner. I tusentals år har kvinnor vetat att deras barn inte fick diarré lika ofta när de drack ur kopparkärl och fört denna kunskap vidare till efterföljande generationer. ”Man behöver ingen medicinsk examen för att diagnostisera diarré”, säger Schmidt.

Och kopparens kraft varar länge. Keevils team kontrollerade de gamla räcken vid New Yorks Grand Central Terminal för några år sedan. ”Kopparn fungerar fortfarande precis som den gjorde den dag den sattes in för över 100 år sedan”, säger han. ”Det här materialet är hållbart och den antimikrobiella effekten försvinner inte.”

Långvarig kraft

Vad de gamla visste har moderna vetenskapsmän och organisationer som Environmental Protection Agency bekräftat. EPA har registrerat cirka 400 kopparytor som antimikrobiella. Men hur fungerar det egentligen?

Tungmetaller som guld och silver är antibakteriella, men kopparens specifika atomära sammansättning ger den extra dödande kraft, säger Keevil. Koppar har en fri elektron i sitt yttre orbitalskal av elektroner som lätt deltar i oxidations-reduktionsreaktioner (vilket också gör metallen till en bra ledare). Som ett resultat, säger Schmidt, blir den en ”molekylär syrgasgranat”. Silver och guld har inte den fria elektronen, så de är mindre reaktiva.

Koppar dödar även på andra sätt, enligt Keevil, som har publicerat artiklar om effekten. När en mikrob landar på koppar spränger jonerna patogenen som en anstormning av missiler, förhindrar cellandning och slår hål i cellmembranet eller virusbeläggningen och skapar fria radikaler som påskyndar dödandet, särskilt på torra ytor. Viktigast av allt är att jonerna söker och förstör DNA och RNA inuti en bakterie eller ett virus, vilket förhindrar de mutationer som skapar läkemedelsresistenta superbakterier. ”Egenskaperna försvinner aldrig, även om det blir anlöpt”, säger Schmidt.

Schmidt har fokuserat sin forskning på frågan om huruvida användningen av kopparlegeringar på ytor som ofta berörs minskar sjukhusinfektioner. Varje dag har ungefär en av 31 sjukhuspatienter minst en vårdrelaterad infektion, enligt Centers for Disease Control, vilket kostar så mycket som 50 000 dollar per patient. I Schmidts banbrytande studie, som finansierades av försvarsdepartementet, undersöktes kopparlegeringar på ytor som sänggrindar, brickbord, intravenösa stolpar och stolsarmstöd på tre sjukhus runt om i landet. Den 43 månader långa undersökningen visade på en 58-procentig infektionsminskning jämfört med rutinmässiga infektionsprotokoll.

Den fortsatta forskningen avstannade när försvarsdepartementet fokuserade på zikaepidemin, så Schmidt riktade sin uppmärksamhet mot att arbeta med en tillverkare som skapade en sjukhussäng i koppar. I en tvåårig studie som publicerades tidigare i år jämfördes sängar på en intensivvårdsavdelning med plastytor och sängar med kopparytor. Sängskenorna på plastytorna överskred de accepterade riskstandarderna i nästan 90 procent av proverna, medan skenorna på kopparsängen överskred dessa standarder i endast 9 procent av proverna. ”Vi visade återigen i hög grad att koppar kan hålla den byggda miljön ren från mikroorganismer”, säger han.

Schmidt är också medförfattare till en 18 månader lång studie som leds av Shannon Hinsa-Leasure, en miljömikrobiolog vid Grinnell College, och som jämförde bakterieöverflödet i bebodda och obebodda rum på Grinnell Regional Medical Centers 49-sängiga landsbygdssjukhus. Återigen minskade koppar antalet bakterier. ”Om du använder en kopparlegering som alltid fungerar”, säger Hinsa-Leasure, ”måste du fortfarande rengöra miljön, men du har något på plats som fungerar hela tiden (för att desinficera) också.”

Harnessing Copper

Keevil och Schmidt har kommit fram till att om man installerar koppar på bara 10 procent av ytorna kan man förhindra infektioner och spara 1 176 dollar per dag (genom att jämföra den minskade kostnaden för att behandla infektioner med kostnaden för att installera koppar). Ändå har sjukhusen varit långsamma att reagera. ”Jag har blivit förvånad över hur långsamt sjukhusen har tagit till sig detta”, tillägger Hinsa-Leasure. ”Mycket av det har att göra med vårt hälso- och sjukvårdssystem och finansieringen av sjukhusen, som är mycket knapphändig. När vårt sjukhus byggde om akutmottagningen installerade vi kopparlegeringar på viktiga ställen. Så det är mycket vettigt när man gör en renovering eller bygger något nytt. Det är dyrare om du bara ändrar något som du redan har.”

Sentara Hospital system i North Carolina och Virginia gjorde kopparimpregnerade ytor till standard på 13 sjukhus 2017 för sängbord och sänggrindar efter att en klinisk studie från 2016 på ett sjukhus i Virginia Beach rapporterade en 78-procentig minskning av läkemedelsresistenta organismer. Med hjälp av teknik som pionjärer i Israel har sjukhuset också övergått till kopparimpregnerade sängkläder. Keevil säger att Frankrike och Polen börjar införa kopparlegeringar på sjukhusen. I Peru och Chile, som producerar koppar, används den på sjukhus och i kollektivtrafiken. ”Så det går runt om i världen, men det har fortfarande inte tagit fart”, säger han.

Om koppar dödar COVID-19, bör du då regelbundet rulla runt några pennies och nickels i dina händer? Håll dig till vatten, tvål och desinfektionsmedel. ”Man vet aldrig hur många virus som är knutna till handen, så det kanske inte helt tar bort alla”, säger Schmidt. ”Det kommer bara att vara en gissning om koppar kommer att skydda helt och hållet.”