Un equipo de investigadores de la URV y la Universidad RMIT (Australia) ha diseñado y fabricado una superficie que utiliza medios mecánicos para mitigar el potencial infeccioso de los virus. Fabricada en silicio, la superficie artificial consta de una serie de diminutas púas que dañan la estructura de los virus cuando entran en contacto con ella. El trabajo está publicado en la revista ACS Nano .

La investigación ha revelado cómo funcionan estos procesos y que tienen una eficacia del 96%. Utilizar esta tecnología en entornos en los que hay material biológico potencialmente peligroso haría que los laboratorios fueran más fáciles de controlar y más seguros para los profesionales que trabajan en ellos.

Pica los virus para matarlos. Este concepto aparentemente poco sofisticado requiere una considerable experiencia técnica y tiene una gran ventaja:un alto potencial virucida que no requiere el uso de productos químicos. El proceso de creación de superficies virucidas comienza con una placa de metal lisa, que se bombardea con iones para eliminar el material estratégicamente.

El resultado es una superficie llena de agujas de 2 nanómetros de grosor (30.000 cabrían en un cabello) y 290 de alto. "En este caso utilizamos silicio porque técnicamente es menos complicado que otros metales", explica Vladimir Baulin, investigador del Departamento de Química Física y Química Inorgánica de la URV.

Este procedimiento no es nuevo para Baulin, que ha pasado los últimos 10 años estudiando métodos mecánicos para controlar microorganismos patógenos inspirados en el mundo de la naturaleza. "Las alas de insectos como las libélulas o las cigarras tienen una estructura nanométrica que puede atravesar bacterias y hongos", explica.

En este caso, sin embargo, los virus son un orden de magnitud más pequeños que las bacterias, por lo que las agujas deben ser correspondientemente más pequeñas para que puedan tener algún efecto sobre ellos. Un ejemplo de ello es el hPIV-3, objeto de estudio de esta investigación, que provoca infecciones respiratorias como bronquiolitis, bronquitis o neumonía.

Los llamados virus parainfluenza causan un tercio de todas las infecciones respiratorias agudas y están asociados con infecciones del tracto respiratorio inferior en los niños. "Además de ser un virus epidemiológicamente importante, es un virus modelo, seguro de manejar, ya que no causa enfermedades potencialmente mortales en adultos", afirma Baulin.

El equipo de investigación analizó en términos teóricos y prácticos el proceso por el cual los virus pierden su capacidad infecciosa cuando entran en contacto con la superficie nanoestructurada.

Los investigadores de la URV Vladimir Baulin y Vassil Tzanov utilizaron el método de los elementos finitos, un método computacional que divide la superficie del virus y procesa cada fragmento de forma independiente, para simular las interacciones entre los virus y las agujas y sus consecuencias. Al mismo tiempo, los investigadores de la Universidad RMIT llevaron a cabo un análisis experimental práctico, exponiendo el virus a la superficie nanoestructurada y observando los resultados.

Los resultados muestran que este método es extremadamente eficaz e incapacita al 96% de los virus que entran en contacto con la superficie en un plazo de seis horas. El estudio ha confirmado que las superficies tienen un efecto virucida debido a la capacidad de las agujas para destruir o incapacitar virus dañando su estructura externa o perforando la membrana.

El uso de esta tecnología en entornos de riesgo como laboratorios o centros de salud en los que hay material biológico potencialmente peligroso facilitaría la contención de enfermedades infecciosas y haría estos entornos más seguros para investigadores, trabajadores sanitarios y pacientes.

Más información: Samson W. L. Mah et al, Perforación del virus de la parainfluenza humana mediante superficies nanoestructuradas, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c07099

Información de la revista: ACS Nano

Proporcionado por Universidad de Rovira i Virgili