Científicos fabrican una superficie con propiedades viricidas sin echar mano de productos químicos
Una superficie utiliza medios mecánicos para mitigar el potencial infeccioso de los virus. Fabricada en silicio, la superficie consta de una serie de nanopúas que dañan la estructura de los virus cuando entran en contacto con ellas.
Por la Universitat Rovira i Virgili
Un virus sobre una superficie nanoestructurada. Crédito: ACS Nano
La superficie es capaz de reducir en un 96% la capacidad de infección de los virus mediante métodos mecánicos, según anuncian los científicos en la revista ACS Nano. Un equipo formado por investigadores de la Universitat Rovira i Virgili (URV) de Tarragona y de la RMIT University de Australia ha diseñado y fabricado una superficie capaz de mitigar el potencial infeccioso de virus mediante la acción mecánica.
Esta superficie artificial, hecha con silicio, consta de una serie de minúsculas puntas que malmeten la estructura de los virus. La investigación ha permitido entender cómo funcionan este proceso y determinar su efectividad en un 96%. La aplicación de esta tecnología en entornos con presencia de material biológico potencialmente peligroso mejoraría la capacidad de control y haría los laboratorios más seguros para los profesionales que trabajan en ellos.
Una superficie llena de agujas de dos nanómetros de grosor.
Pinchar los virus para matarlos. Este concepto, que a priori podría parecer poco sofisticado, implica una gran capacidad técnica y una ventaja diferencial: alta capacidad viricida sin utilizar productos químicos. El proceso de elaboración de las superficies empieza con una placa metálica lisa, que los investigadores bombardean con iones para retirar material de forma estratégica.
El resultado es una superficie llena de agujas de 2 nanómetros de grosor — cabrían 30.000 en el grueso de un cabello— y 290 nanómetrosde altura. “En este caso, hemos utilizado silicio porque, comparado con otros metales, implica menos complicaciones técnicas”, explica Vladimir Baulin, investigador del Departamento de Química Física e Inorgánica de la URV.
Este procedimiento no es nuevo para Baulin, que lleva más de diez años estudiando métodos mecánicos para el control de microorganismos patógenos inspirados en elementos presentes en la naturaleza. “Las alas de insectos como las libélulas o las chicharras presentan una estructura nanométrica capaz de perforar bacterias y hongos”, detalla Baulin.
En este caso, pero, la escala de las agujas tiene que ser menor para afectar los virus, que son un orden de magnitud más pequeños que las bacterias. Es el caso del hPIV-3, objeto de estudio de la investigación, que causa infecciones respiratorias como la bronquiolitis, la bronquitis y la neumonía. Los también llamados virus parainfluenza causan un tercio de las infecciones respiratorias agudas y se asocian a infecciones respiratorias de tracto inferior en niños. “Además de ser un virus relevante epidemiológicamente se trata de un virus modelo, seguro de manipular, puesto que no causa enfermedades potencialmente mortales en adultos”, afirma Baulin.
Virus aniquilados en solo seis horas.
Sobre el proceso por el cual los virus pierden capacidad infecciosa en contacto con la superficie nanoestructurada, el equipo investigador ha elaborado un doble análisis, teórico y práctico. El equipo de la URV, formado por Vladimir Baulin y Vassil Tzanov, ha utilizado el método de elementos finitos —un método computacional que divide la superficie del virus y trata cada fragmento de forma independiente— para simular las interacciones entre los virus y las agujas y sus consecuencias.
Paralelamente, el equipo investigador de la RMIT University ha llevado a cabo un análisis experimental práctico, y han expuesto al virus a la superficie nanoestructurada para ver qué ocurre.
Imagen conceptual generada por LimeWire AI Studio.
Los resultados de la investigación revelan una gran efectividad de este método para controlar los virus, al incapacitar a un 96% de los ejemplares que entran en contacto con la superficie en un periodo de seis horas. El estudio ha confirmado que el efecto viricida de las superficies es debido a la capacidad de las agujas para malmeter la estructura externa del virus e, incluso, perforar su membrana, destruyéndolo o incapacitándolo.
El desarrollo e implementación de esta tecnología en entornos de riesgo como laboratorios o centros sanitarios con presencia de material biológico potencialmente peligroso mejoraría la capacidad de contención de enfermedades infecciosas y haría estos entornos más seguros para investigadores, sanitarios y pacientes.
Información facilitada por la Universitat Rovira i Virgili
Fuente: Mah S.W.L., Linklater D.P., Tzanov V., Le P.H., Dekiwadia C., Mayes E., Simons R., Eyckens D.J., Moad G., Saita S., Joudkazis S., Jans D.A., Baulin V.A., Borg N.A., Ivanova E.P. Piercing of the Human Parainfluenza Virus by Nanostructured Surfaces. ACS Nano (2024). DOI: 10.1021/acsnano.3c07099
