La exposición a altas temperaturas neutraliza el SARS-CoV-2 en menos de un segundo

En el Facultad de Ingenieria de la Universidad de Texas (Estados Unidos), se diseñó un sistema experimental que muestra la exposición del SARS-CoV-2 a una temperatura muy alta.

Un profesor y sus colaboradores diseñaron un sistema experimental que muestra la exposición del coronavirus (SARS-CoV-2) a una temperatura muy alta, incluso si se aplica durante menos de un segundo, puede ser suficiente para neutralizar el virus de modo que ya no pueda infectar a otro ser humano.

En el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de Texas, Estados Unidos, (A&M), el equipo testeó la aplicación de calor para neutralizar el COVID-19.

Estos experimentos ya se habían practicado antes, pero entonces se aplicaron altas temperaturas por un lapso de entre uno y veinte minutos. Este período no es una solución práctica, ya que aplicar calor durante un tiempo prolongado es difícil y costoso.

Ahora, se demostró que el tratamiento térmico durante menos de un segundo inactiva completamente el coronavirus, proporcionando una posible solución para mitigar la propagación en curso de COVID-19, particularmente a través de la transmisión aérea de largo alcance.

Una empresa se acercó a líderes e investigadores de la Facultad de Ingeniería durante los primeros meces de 2020 para colaborar y explorar la posibilidad de aplicar calor durante un corto período para matar COVID-19. Poco después, el equipo se puso a construir un sistema para investigar la viabilidad del procedimiento.

Cómo funciona el proceso para neutralizar el Coronavirus con el calor

El proceso funciona calentando una sección de un tubo de acero inoxidable, a través del cual pasa la solución que contiene coronavirus, a una temperatura alta y en seguida se enfría la sección inmediatamente.

Esta configuración experimental permite que el coronavirus que atraviesa el tubo se caliente solo durante un tiempo muy corto.

A través de este rápido proceso térmico, el equipo descubrió que el virus estaba completamente neutralizado en un tiempo significativamente más corto de lo que se creía posible. Sus resultados iniciales se publicaron dentro de los dos meses de experimentos de prueba de concepto.

El jefe del equipo de investigadores dijo que si la solución se calienta a casi 72 grados Celsius durante aproximadamente medio segundo, puede reducir el virus, o la cantidad del virus en la solución en  unas 100.000 veces, que es lo suficiente para neutralizarlo y prevenir la transmisión.

“El impacto potencial es enorme”, dijo el profesor. “Tenía curiosidad por saber qué tan altas son las temperaturas que podemos aplicar en un período muy corto y ver si de hecho podemos inactivar por calor el coronavirus en muy poco tiempo. Y si una estrategia de neutralización del coronavirus basada en la temperatura funcionaría”.

Su investigación apareció en la tapa de la edición de mayo de la revista Biotechnology and Bioengineering . Este tratamiento térmico de menos de un segundo no solo es una solución más eficiente y práctica para detener la propagación de COVID-19 a través del aire, sino que también permite la implementación de este método en los sistemas existentes, como los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado.

También puede dar lugar a posibles aplicaciones con otros virus, como el de la influenza, que también se propaga por el aire. Según los expertos, se espera que este método de inactivación por calor se pueda aplicar ampliamente y tenga un verdadero impacto global.

“La influenza es menos peligrosa, pero aún resulta mortal cada año, por lo que si esto puede conducir al desarrollo de un sistema de purificación de aire, sería un gran problema, no solo con el coronavirus , sino con otros virus transmitidos por el aire en general”, dijo uno de los más destacados investigadores de este estudio.

En el futuro, los investigadores construirán un chip de prueba a escala de microfluidos que les permitirá tratar con calor los virus durante períodos mucho más cortos, por ejemplo, decenas de milisegundos, con la esperanza de identificar una temperatura que permita que el virus inactivado incluso con un período de exposición tan corto.

Anexo técnico, extractos del paper científico de los investigadores

Desarrollamos un sistema y un protocolo experimental que puede realizar un tratamiento térmico de coronavirus por debajo de un segundo, identificamos las condiciones de tratamiento térmico que dan como resultado una inactivación térmica eficiente de los coronavirus”, afirman los científicos.

Desarrollamos con éxito una configuración experimental que permite aplicar una duración de menos de un segundo de calor a la solución de coronavirus donde la temperatura aplicada a la solución de CoV se puede monitorear en tiempo real.

Mediante medición experimental y simulación térmica computacional, validamos la temperatura real a la que están expuestas las soluciones de CoV.

Usando esta configuración y MHV (un modelo de betacoronavirus), identificamos que la aplicación de una temperatura de 71,8 ° C (temperatura real) durante 0,51 s (tiempo de exposición real) es suficiente para obtener una reducción de > 5 Log 10 en el título viral (título inicial: 5 × 10 7PFU / ml), y que cuando se expuso a 83,4 ° C (temperatura real) durante 1,03 s (tiempo de exposición real), el virus se inactivó por completo (título cero,> 6 Log 10reducción).

Este es el primer estudio sistemático sobre cómo un tratamiento térmico muy corto a diversas temperaturas influye en la infectividad viral, mediante el cual hemos identificado por primera vez la temperatura mínima y el tiempo de exposición necesarios para inactivar la infectividad del CoV.

El estudio anterior de Yu et al., en el que se demostró la inactivación directa por calor de virus en el aire a 200 ° C, muestra de hecho que una exposición inferior a un segundo es suficiente para inactivar los virus. Nuestro resultado presentado aquí puede proporcionar información crítica para tales sistemas donde una temperatura significativamente más baja que los 200 ° C probados en su estudio puede ser suficiente para inactivar el CoV por calor.

Teniendo en cuenta otros ejemplos y condiciones, como las salas de operaciones de los hospitales, donde la tasa de flujo de aire es mucho más rápida (alrededor de 0,15 a 0,18 m / s; Khankari, 2018; Memarzadeh y Manning, 2002 ), los resultados de nuestro estudio pueden proporcionar criterios de diseño importantes, como el grosor que debe tener un filtro de aplicación de calor para proporcionar suficiente tiempo de tratamiento.

Por supuesto, para aplicar estrategias de inactivación de CoV en cualquier aplicación práctica, los experimentos de confirmación deben realizarse con el auténtico CoV de interés. Dado que el tratamiento térmico es un enfoque simple, económico y eficiente para inactivar los coronavirus, nuestro método se puede utilizar para estudiar más a fondo la sensibilidad térmica de los virus, así como para proporcionar datos críticos que se pueden usar para desarrollar métodos eficientes de inactivación por calor de CoV que pueden ser ampliamente aplicado a entornos del mundo real.


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