Un team di ricercatori dell'URV e dell'Università RMIT (Australia) ha progettato e realizzato una superficie che utilizza mezzi meccanici per mitigare il potenziale infettivo dei virus. Realizzata in silicio, la superficie artificiale è costituita da una serie di minuscoli spuntoni che danneggiano la struttura dei virus quando entrano in contatto con essa. Il lavoro è pubblicato sulla rivista ACS Nano .
La ricerca ha rivelato come funzionano questi processi e che sono efficaci al 96%. L'utilizzo di questa tecnologia in ambienti in cui è presente materiale biologico potenzialmente pericoloso renderebbe i laboratori più facili da controllare e più sicuri per i professionisti che vi lavorano.
Spike i virus per ucciderli. Questo concetto apparentemente non sofisticato richiede una notevole competenza tecnica e presenta un grande vantaggio:un elevato potenziale virucida che non richiede l’uso di sostanze chimiche. Il processo di creazione delle superfici virucide inizia con una piastra metallica liscia, che viene bombardata con ioni per rimuovere strategicamente il materiale.
Il risultato è una superficie piena di aghi spessi 2 nanometri (30.000 ne starebbero in un capello) e alti 290. "In questo caso abbiamo utilizzato il silicio perché è meno complicato dal punto di vista tecnico rispetto ad altri metalli", spiega Vladimir Baulin, ricercatore del Dipartimento di Chimica Fisica e Inorganica dell'URV.
Questa procedura non è nuova per Baulin, che ha trascorso gli ultimi 10 anni a studiare metodi meccanici per il controllo dei microrganismi patogeni ispirati al mondo della natura. "Le ali degli insetti come le libellule o le cicale hanno una struttura nanometrica che può perforare batteri e funghi", spiega.
In questo caso, però, i virus sono molto più piccoli dei batteri, quindi gli aghi devono essere altrettanto più piccoli se vogliono avere qualche effetto su di loro. Un esempio di ciò è l'hPIV-3, oggetto di studio di questa ricerca, che causa infezioni respiratorie come bronchiolite, bronchite o polmonite.
I cosiddetti virus parainfluenzali causano un terzo di tutte le infezioni respiratorie acute e sono associati a infezioni delle basse vie respiratorie nei bambini. "Oltre ad essere un virus epidemiologicamente importante, è un virus modello, sicuro da gestire, poiché non provoca malattie potenzialmente mortali negli adulti", afferma Baulin.
Il processo attraverso il quale i virus perdono la loro capacità infettiva quando entrano in contatto con la superficie nanostrutturata è stato analizzato in termini teorici e pratici dal team di ricerca.
I ricercatori dell’URV, Vladimir Baulin e Vassil Tzanov, hanno utilizzato il metodo degli elementi finiti – un metodo computazionale che divide la superficie del virus ed elabora ogni frammento in modo indipendente – per simulare le interazioni tra i virus e gli aghi e le loro conseguenze. Allo stesso tempo, i ricercatori dell'Università RMIT hanno effettuato un'analisi sperimentale pratica, esponendo il virus alla superficie nanostrutturata e osservando i risultati.
I risultati mostrano che questo metodo è estremamente efficace e rende incapace il 96% dei virus che entrano in contatto con la superficie entro un periodo di sei ore. Lo studio ha confermato che le superfici hanno un effetto virucida a causa della capacità degli aghi di distruggere o inabilitare i virus danneggiandone la struttura esterna o perforando la membrana.
L'utilizzo di questa tecnologia in ambienti a rischio come laboratori o centri sanitari in cui è presente materiale biologico potenzialmente pericoloso renderebbe più semplice il contenimento delle malattie infettive e renderebbe questi ambienti più sicuri per ricercatori, operatori sanitari e pazienti.
Ulteriori informazioni: Samson W. L. Mah et al, Perforazione del virus della parainfluenza umana mediante superfici nanostrutturate, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c07099
Informazioni sul giornale: ACS Nano
Fornito da Università di Rovira i Virgili
