Frontrunnerproject: Het voorspellen en meten van virusverspreiding via de lucht
Pandemieën uit het verleden werden vaak veroorzaakt door virussen die zich via de lucht verspreiden. Om de verspreiding van deze virussen te beperken, is het belangrijk om te begrijpen hoe ze zich door de lucht verplaatsen – bijvoorbeeld via kleine of grote druppeltjes, of door direct contact. Het meten van hoe deze zogenoemde luchtwegvirussen zich verspreiden, is echter erg lastig. Verschillende factoren spelen hierbij een rol, zoals temperatuur en luchtvochtigheid. Door beter te begrijpen hoe luchtwegvirussen zich verspreiden, kunnen we strategieën ontwikkelen om die verspreiding te beperken.
Doel
In dit Frontrunner-project ontwikkelen we methoden om de verspreiding van luchtwegvirussen te voorspellen, meten en kwantificeren. Deze methoden helpen uiteindelijk om maatregelen, die de verspreiding van virussen via de lucht beperken, beter te onderbouwen, ontwikkelen en verbeteren.
Aanpak
In verschillende deelprojecten werken we aan betere methoden om de luchtkwaliteit te meten en de lucht te desinfecteren. Deze methoden worden aangepast voor gebruik in binnenruimtes en getest in ziekenhuizen en verpleeghuizen. We onderzoeken vier belangrijke families van luchtwegvirussen en koppelen de gegevens aan de werking van ventilatie- en klimaatsystemen.
Luchtwegvirussen
Luchtwegvirussen, zoals influenza (griep)-virussen en coronavirussen, kunnen zich via de lucht verspreiden in druppeltjes die vrijkomen wanneer mensen praten, hoesten of niezen. Maar wat maakt sommige virussen bijzonder geschikt om zich via de lucht te verspreiden?
Suzanne Mijnhardt en Kain Saygan, promovendi aan het Erasmus MC, onderzoeken welke eigenschappen van virussen van invloed zijn op hoe goed deze virussen in de lucht kunnen overleven, besmettelijk blijven en zich verspreiden. Ook onderzoeken ze hoe de verspreiding van virussen via de lucht kan worden gemeten en gevolgd, met behulp van verschillende bemonsterings- en detectiemethoden.
Air samplers
Om te begrijpen hoe virussen zich verspreiden, is het belangrijk om een apparaat te hebben dat virussen uit de lucht kan opvangen zonder ze te beschadigen. Zo’n apparaat, een ‘air sampler’, kan vervolgens worden gebruikt om te meten hoeveel besmettelijke virussen er in de lucht aanwezig zijn en waar ze zich in een ruimte ophopen.
Suzanne Mijnhardt, promovendus aan het Erasmus MC, onderzoekt hoe goed commercieel verkrijgbare air samplers verschillende virussen kunnen opvangen die mogelijk een volgende pandemie kunnen veroorzaken. Ze ontdekte dat niet iedere air sampler even goed werkt voor ieder virus. Zo zijn er verschillen tussen bijvoorbeeld corona- en influenzavirussen (griepvirussen).
Om dit probleem op te lossen, ontwikkelt Yunus Aksoy, postdoctoraal onderzoeker aan de TU Eindhoven, een nieuwe air sampler die verschillende soorten virussen moet kunnen opvangen. Hij onderzoekt nauwkeurig welke factoren een rol spelen bij het beschadigen van een virus – of er juist voor zorgen dat het intact blijft.
Kain Saygan, promovendus aan het Erasmus MC, neemt de air samplers – zowel de commercieel verkrijgbare apparaten als de door Yunus ontwikkelde – mee naar de praktijk, bijvoorbeeld naar ziekenhuizen en scholen. Daar onderzoekt hij waar virussen zich het meest waarschijnlijk tussen mensen verspreiden. Zijn onderzoek vormt een brug tussen het laboratorium en de praktijk. Dat is een belangrijke stap die bij het vertalen van onderzoeksresultaten naar effectieve maatregelen in de praktijk vaak ontbreekt.
Verspreiding binnenshuis en ventilatie
De COVID-19-pandemie liet zien hoe belangrijk de kwaliteit van de binnenlucht en goede ventilatie zijn om de verspreiding van virussen via de lucht te beperken. Om ons beter voor te bereiden op toekomstige pandemieën, moeten we beter begrijpen en voorspellen hoe lucht zich binnenshuis verplaatst en waar virussen zich ophopen. Op basis daarvan kunnen we onze ventilatie verbeteren.
Arghyanir Giri, promovendus aan de TU Delft, onderzoekt hoe virussen zich binnenshuis via de lucht verspreiden. Met gegevens uit de praktijk en computermodellen bestudeert hij hoe lucht zich in gebouwen verplaatst en welke invloed praten en ademen daarop hebben. Zijn onderzoek helpt om beter te begrijpen hoe gebouwen optimaal kunnen worden geventileerd en hoe we de verspreiding van virussen binnenshuis kunnen beperken.
Publicaties
- Saygan, K. S., van Kampen, J. J., Mulders, D. G., Bestebroer, T., de Meulder, D., Molenkamp, R., … & Fraaij, P. L. (2026). Quantitative relationship between cycle threshold values and infectious influenza virus in patient nasopharyngeal samples. Scientific Reports.
- Tosheva, I. I., Filaire, F., Rijnink, W. F., de Meulder, D., van Kekem, B., Bestebroer, T. M., … & Herfst, S. (2025). Influenza A (H5N1) shedding in air corresponds to transmissibility in mammals. Nature Microbiology, 10(1), 14-19.
- Ding, E., Giri, A., Gaillard, A., Bonn, D., & Bluyssen, P. M. (2024). Using mobile air cleaners in school classrooms for aerosol removal: Which, where and how. Indoor and Built Environment, 33(10), 1964-1987.
- Dataset: Ding, E., Giri, A., Gaillard, A., Bonn, D., & Bluyssen, P. M. (2024). Using mobile air cleaners in school classrooms for aerosol removal: Which, where and how. Indoor and Built Environment, 33(10), 1964-1987.
- Tosheva, I. I., Saygan, K. S., Mijnhardt, S. M., Russell, C. J., Fraaij, P. L., & Herfst, S. (2023). Hemagglutinin stability as a key determinant of influenza A virus transmission via air. Current Opinion in Virology, 61, 101335.
Benieuwd naar onze onderzoekers in actie? Bekijk onze video’s!
Science Speaks (2026)
In deze aflevering van Science Speaks spreken we met de onderzoekers van PDPC Frontrunner 2 over hun aanpak om de verspreiding van luchtwegvirussen te voorspellen, meten en kwantificeren.
Webinar (2022)
In dit webinar lichten we de doelen van het Frontrunner 2-project toe, en leggen we uit welk onderzoek wordt gedaan om de verspreiding van luchtwegvirussen te kunnen voorspellen, meten en kwantificeren.
