Como el mortal COVID-19 La pandemia continúa causando estragos en todo el mundo sin un final a la vista, son pocas las nuevas formas de detener la propagación o mitigar los efectos de la enfermedad.
Aunque la mayoría de los expertos están de acuerdo en que una vacuna ralentizaría significativamente o eventualmente detendría la propagación, el trabajo para desarrollar, aprobar y distribuir dicha vacuna probablemente faltará meses. Eso nos deja solo con esfuerzos de prevención como las máscaras, el distanciamiento social y la desinfección, que en parte debido a las inconsistencias humanas en el comportamiento, han demostrado tener una efectividad variable.
A pesar de estas sombrías realidades sobre el nuevo coronavirus que ha arrasado en 2020, interrumpiendo el trabajo, la escuela y la vida personal de casi todos en el mundo, algunos investigadores de la Universidad de Nuevo México también han encontrado un posible avance en cómo manejar este virus. como futuros.
Un equipo liderado por la facultad del Centro de Ingeniería Biomédica David Whitten, Profesor Distinguido del Departamento de Ingeniería Química y Biológica, junto con Eva Chi y Linnea Ista, miembros de la facultad del mismo departamento, han encontrado algo de luz al final del túnel. por así decirlo.
El principal hallazgo de su investigación, resaltado en el artículo, “Inactivación altamente efectiva de SARS-CoV-2 by Conjugated Polymers and Oligomers ”, publicado esta semana en la revista Materiales e interfaces aplicados ACS, implica la capacidad de la combinación de ciertos polímeros y oligómeros, cuando se combinan con luz ultravioleta, para matar casi por completo el coronavirus.
Los coautores de la UNM en el artículo fueron Florencia A. Monge, del Centro de Ingeniería Biomédica de la UNM y del programa de posgrado en ingeniería biomédica; Virginie Bondu del Departamento de Genética Molecular y Microbiología de la Facultad de Medicina de la UNM; Alison M. Kell, Departamento de Genética Molecular y Microbiología de la Facultad de Medicina de la UNM; y Patrick L. Donabedian del programa de posgrado en ingeniería de nanociencia y microsistemas de la UNM. También en el equipo están Kirk S. Schanze y Pradeepkumar Jagadesan, ambos del Departamento de Química de la Universidad de Texas en San Antonio.
Aunque los desinfectantes como la lejía o el alcohol son efectivos contra el virus, son volátiles y corrosivos, lo que limita la esterilización duradera de las superficies tratadas con estos productos, dijo Whitten.
Lo que es diferente acerca de estos materiales poliméricos y oligoméricos es que cuando se activan con luz ultravioleta, proporcionan un recubrimiento que ha demostrado ser de acción rápida y altamente eficaz, reduciendo la concentración del virus en cinco órdenes de magnitud, dijo Chi.
“Estos materiales han demostrado tener propiedades antivirales de amplio espectro”, dijo.
Whitten señala que para que el material sea activo contra el virus, debe exponerse a la luz. La luz activa el proceso de «acoplamiento» que es importante y necesario para colocar el oligómero o polímero en la superficie de la partícula del virus, permitiendo la absorción de la luz que genera el oxígeno intermedio reactivo en la superficie de la partícula del virus.
“Hasta donde sabemos, materiales como el nuestro no son activos contra el SARS-CoV-2 en la oscuridad y requieren activación por irradiación con luz ultravioleta o visible, dependiendo de dónde el antimicrobiano específico absorbe la luz”, dijo. “En la oscuridad, nuestros materiales antimicrobianos ‘se acoplan’ con el virus y luego, al irradiarse, activan el oxígeno. Es este estado activo y excitado del oxígeno el que inicia la cadena de reacciones que inactivan el virus «.
Y esta ciencia se puede aplicar fácilmente a productos de consumo, comerciales y sanitarios, como toallitas, aerosoles, ropa, pintura, equipo de protección personal (PPE) para los trabajadores sanitarios y, en realidad, casi cualquier superficie.
«Cuando se incorpora a las máscaras N95, este material funciona bien contra el virus», dijo Chi. «Además de atrapar el virus en una máscara, esto mejoraría el EPP y prolongaría su vida».
Otra ventaja única de este material es que, a diferencia de los productos desinfectantes tradicionales, se ha demostrado que no se lava con agua y no deja residuos tóxicos como resultado del proceso de fotodegradación, dijo Chi.
Estudiar el potencial de los oligómeros y polímeros conjugados no es nada nuevo para los investigadores de la UNM. De hecho, Whitten y otro de los autores del estudio, Kirk Schanze, han estado investigando esta área durante un par de décadas.
Whitten y Chi dijeron que colegas como Schanze y otros han recopilado una gran cantidad de datos sobre polímeros y oligómeros, por lo que cuando la pandemia golpeó en la primavera, Whitten casi de inmediato comenzó a preguntarse cómo podría ayudar su área de estudio.
«Fue el momento adecuado para todos nosotros», dijo Chi.
Adquirir coronavirus vivo para la investigación no es una hazaña fácil, pero gracias a los esfuerzos de un par de miembros del equipo, pudieron hacerlo realidad.
Linnea Ista es miembro del Comité de Bioseguridad de la UNM, y cuando estalló la pandemia y ella estaba al tanto de la investigación que estaban realizando Whitten y Chi, se dio cuenta de que podría tener una conexión sobre cómo hacer que la investigación suceda, debido a el hecho de que representantes de la Facultad de Medicina de la UNM también forman parte del comité.
Alison Kell, miembro de la facultad de la Facultad de Medicina, fue quien pudo adquirir el coronavirus vivo para probar la efectividad de estos materiales. Ha estado trabajando con el virus SARS-CoV-2 en su investigación y pudo desarrollar un protocolo para analizar muestras que el equipo preparó y exponerlas a luz visible o ultravioleta cercana.
Debido a la naturaleza sensible de trabajar con un virus como el coronavirus, era crucial para Kell formar parte del equipo, ya que el trabajo debía realizarse en cooperación con la Facultad de Medicina de la UNM, que cuenta con instalaciones de laboratorio BSL-3 que son esenciales para hacer un estudio sobre el virus activo altamente contagioso, dijo Ista.
Whitten dijo que tiene la esperanza de que este descubrimiento pueda ponerse en práctica rápidamente. Tiene una empresa llamada BioSafe Defenses que, según dijo, contrató a un ex funcionario de la Agencia de Protección Ambiental para ayudar a acelerar el proceso regulatorio para llevar este descubrimiento al mercado. Él anticipa que una vez que se aprueba un material, será solo cuestión de meses antes de que las toallitas, máscaras y otros productos estén en el mercado.
Dijo que su investigación ha encontrado que agregar el material en toallitas agregaría solo centavos por toallita. Además, el material podría agregarse a máscaras y otros equipos de protección personal, cambiando el juego para empresas como gimnasios, aerolíneas, cruceros, comestibles, instalaciones de atención médica, escuelas y muchas más industrias. Además del coronavirus, estos productos también podrían ayudar a eliminar las infecciones por el resfriado común, la gripe estacional y otras infecciones virales y bacterianas que afectan a millones de personas anualmente y provocan la pérdida de tiempo laboral y escolar.
«Hay un mercado ilimitado para esto», dijo.
Añadió que es probable que la pandemia actual no sea la última crisis de salud pública que veremos, por lo que incluso después de que esté disponible una vacuna para el coronavirus, dichos productos podrían ser útiles para combatir una amplia variedad de virus y bacterias, incluida la gripe o el resfriado común. .
«No solo estamos pensando en COVID, sino en otros patógenos y agentes virales», dijo Whitten. «Queremos estar preparados para la próxima pandemia».
Referencia: “Inactivación altamente efectiva de SARS-CoV-2 por polímeros y oligómeros conjugados” por Florencia A. Monge, Pradeepkumar Jagadesan, Virginie Bondu, Patrick L. Donabedian, Linnea Ista, Eva Y. Chi, Kirk S. Schanze, David G . Whitten y Alison M. Kell, 2 de diciembre de 2020, Materiales e interfaces aplicados ACS.
DOI: 10.1021 / acsami.0c17445
Esta investigación fue financiada por una subvención de los Institutos Nacionales de Salud.