Picos de silício inovadores desenvolvidos pela URV e pela Universidade RMIT neutralizam efetivamente 96% dos vírus, prometendo ambientes laboratoriais e de saúde mais seguros. A imagem mostra um vírus em uma superfície nanoestruturada. Crédito: ACS Nano
Um projeto de pesquisa internacional do qual a URV participou projetou e fabricou uma superfície com propriedades virucidas, mas que não utiliza produtos químicos.
Uma equipe de pesquisadores da Universidade URV e RMIT (Austrália) projetou e fabricou uma superfície que utiliza meios mecânicos para mitigar o potencial infeccioso dos vírus. Feita de silício, a superfície artificial consiste em uma série de minúsculas pontas que danificam a estrutura dos vírus ao entrarem em contato com ela.
A pesquisa revelou como esses processos funcionam e que são 96% eficazes. A utilização dessa tecnologia em ambientes onde há material biológico potencialmente perigoso tornaria os laboratórios mais fáceis de controlar e mais seguros para os profissionais que neles trabalham.
O processo de criação de superfícies virucidas
Spike os vírus para matá-los. Este conceito aparentemente pouco sofisticado requer conhecimentos técnicos consideráveis e tem uma grande vantagem: um elevado potencial virucida que não requer o uso de produtos químicos.
O processo de confecção das superfícies virucidas começa com uma placa metálica lisa, que é bombardeada com íons para remover estrategicamente o material. O resultado é uma superfície cheia de agulhas com 2 nanômetros de espessura – 30 mil caberiam em um fio de cabelo – e 290 de altura.
“Nesse caso, utilizamos o silício porque ele é tecnicamente menos complicado que outros metais”, explica Vladimir Baulin, pesquisador do Departamento de Física e Química Inorgânica da URV.
Inspiração na natureza e em estudos específicos de vírus
Este procedimento não é novidade para Baulin, que passou os últimos dez anos estudando métodos mecânicos de controle de microrganismos patogênicos inspirados no mundo da natureza: “As asas de insetos como libélulas ou cigarras têm uma estrutura nanométrica que pode perfurar bactérias e fungos, ” ele explica.
Neste caso, no entanto, os vírus são uma ordem de grandeza menores que as bactérias, portanto as agulhas devem ser correspondentemente menores para que possam ter algum efeito sobre eles. Um exemplo disso é o hPIV-3, objeto de estudo desta pesquisa, que causa infecções respiratórias como bronquiolite, bronquite ou pneumonia. Os chamados vírus parainfluenza causam um terço de todas as infecções respiratórias agudas e estão associados a infecções do trato respiratório inferior em crianças.
“Além de ser um problema epidemiologicamente importante vírusé um vírus modelo, de manejo seguro, pois não causa doenças potencialmente fatais em adultos”, afirma Baulin.
Metodologia e Eficácia da Pesquisa
O processo pelo qual os vírus perdem a capacidade infecciosa ao entrar em contato com a superfície nanoestruturada foi analisado em termos teóricos e práticos pela equipe de pesquisa. Os pesquisadores da URV, Vladimir Baulin e Vassil Tzanov, usaram o método dos elementos finitos – método computacional que divide a superfície do vírus e processa cada fragmento de forma independente – para simular as interações entre os vírus e as agulhas e suas consequências. Ao mesmo tempo, os pesquisadores da Universidade RMIT realizaram uma análise experimental prática, expondo o vírus à superfície nanoestruturada e observando os resultados.
Aplicações potenciais e melhoria de segurança
As descobertas mostram que esse método é extremamente eficaz e incapacita 96% dos vírus que entram em contato com a superfície em um período de seis horas. O estudo confirmou que as superfícies têm um efeito virucida devido à capacidade das agulhas de destruir ou incapacitar os vírus, danificando a sua estrutura externa ou perfurando a membrana.
A utilização desta tecnologia em ambientes de risco, como laboratórios ou centros de saúde, onde existe material biológico potencialmente perigoso, facilitaria a contenção de doenças infecciosas e tornaria esses ambientes mais seguros para investigadores, profissionais de saúde e pacientes.
Referência: “Perfuração do vírus da parainfluenza humana por superfícies nanoestruturadas” por Samson WL Mah, Denver P. Linklater, Vassil Tzanov, Phuc H. Le, Chaitali Dekiwadia, Edwin Mayes, Ranya Simons, Daniel J. Eyckens, Graeme Moad, Soichiro Saita , Saulius Joudkazis, David A. Jans, Vladimir A. Baulin, Natalie A. Borg e Elena P. Ivanova, 21 de dezembro de 2023, ACS Nano.
DOI: 10.1021/acsnano.3c07099
