El gran potencial de la inactivación viral a través de la luz

Para hacer frente a las infecciones virales es necesario el desarrollo de nuevos métodos y técnicas que permitan establecer herramientas eficaces para la prevención y eliminación de los virus, más teniendo en cuenta que los medicamentos antivirales actuales tienen grandes limitaciones.

La luz ha sido reconocida como un posible dispositivo antimicrobiano para combatir las enfermedades infecciosas desde hace muchos años. La exposición a distintas radiaciones se ha convertido en una forma común de terapia de luz contra las infecciones bacterianas, así como las infecciones de las heridas, la psoriasis, el acné vulgar, la rickettsia, la depresión, la ictericia y una serie de otras enfermedades. 

En una nueva investigación publicada en eLight, un equipo de científicos dirigido por el profesor Esmaeil Biazar (Universidad Islámica de Azad) y el profesor Dayong Jin (Universidad Tecnológica de Sidney), ha investigado el uso de la luz para alterar las funcionalidades virales. Su trabajo, titulado «Inactivación viral por la luz», examinó diferentes formas de radiación y su impacto en la eliminación viral.

“En comparación con los medicamentos y materiales químicos utilizados para inactivar virus y tratar enfermedades, la variedad de técnicas físicas que incluyen ondas de luz electromagnéticas con longitudes de onda de rayos gamma, rayos X, rayos UV y luz visible ofrecen oportunidades únicas para eliminar virus mortales. Después de un análisis detallado, mostramos que los nuevos avances en la caracterización del genoma viral y las proteínas durante la irradiación serán la clave para comprender mejor el mecanismo y cuantificar cada parámetro clave para una inactivación viral eficiente sin efectos secundarios dañinos para el ser humano y el medio ambiente”, señalan los investigadores en el Paper. 

Nuevas terapias prometedoras

En el papel se revisan los métodos físicos dependiente de la irradiación (desde las radiaciones ionizantes, como los rayos X, gamma o UV-C, a las radiaciones no ionizantes, como la luz UV de baja energía o la luz azul) y los estudios relacionados con la inactivación de virus, especialmente los virus con envoltura como el VIH, la gripe o la hepatitis, identificando algunas posibles terapias realmente prometedoras. 

Más allá de la radiación ultravioleta, y en específico la UV-C para la eliminación de virus cuya efectividad ha sido ampliamente desarrollada en nuestra publicación, la investigación identifica potenciales terapias que hasta ahora no han estado tan en el foco y que tienen un gran potencial de desarrollo. 

Así por ejemplo, informes recientes de diferentes grupos de investigación afirman que la luz azul no ionizante puede inactivar el virus con un mecanismos todavía desconocido. Estos prometedores resultados ponen de relieve el uso de la tecnología de luz visible para la aplicación de la descontaminación continua en zonas ocupadas, como los hospitales.

Asimismo, estudios recientes pretenden desarrollar un nuevo enfoque de inactivación fotónica que sea selectivo para los patógenos, sin comprometer los productos farmacéuticos basados en proteínas, ni dirigirse específicamente a los patógenos.

Además, los campos emergentes de la irradiación física con diferentes mecanismos (por ejemplo, LEEI ionizante con PBM no ionizante) pueden mejorar los métodos existentes para la inactivación viral optimizada hacia una mayor eficacia, uso a largo plazo, e idealmente una alta selectividad.

Finalmente, los avances en la inactivación selectiva de virus mediante láser NIR de subpicosegundo y láser visible de pulsos ultracortos abren también un nuevo enfoque para el tratamiento de las enfermedades virales transmitidas por la sangre.

Tecnologías de luz visible para descontaminación de hospitales 

Una de las tecnologías más prometedoras que se muestran en el estudio es el uso de la luz azul para la eliminación de virus y bacterias. 

Se considera que la luz azul es la luz visible de alta energía en el rango de 380 a 500 nm. La luz azul a veces se descompone aún más en luz azul-violeta, que es la llamada luz azul dañina (aproximadamente de 380 a 450 nm) y luz azul-turquesa (aproximadamente de 450 a 500 nm). Al igual que la radiación ultravioleta, la luz azul visible de alta energía tiene beneficios y riesgos.

Diversos estudios han mostrado cómo la luz azul se puede utilizar como una herramienta eficaz para la eliminación de bacterias y virus, consiguiendo una inactivación de virus infecciosas dependientes del tiempo y de la dosis de luz azul. Estos prometedores resultados pueden abrir una nueva ventana sobre la aplicación de luz visible con fines antivirales. Sin embargo, se deben realizar más estudios para probar primero la precisión de los datos y descifrar el mecanismo adecuado para su uso. 

Por ejemplo, en diseños futuros, la fuente de luz debe emitir un pico estrecho de longitud de onda definida (405 nm) para evitar la presencia no deseada de UVA (390 nm) dentro de la fuente. Teóricamente, la radiación ionizante de UVA (390 nm) es una fuente de estrés oxidativo sobre los capsidos virales, en comparación con la luz azul (> 405 nm) que no tiene suficiente energía de fotones para liberar un electrón unido de un solo átomo o molécula, por lo que no se considera radiación ionizante. En esta situación, aumentar la longitud de onda de emisión de 405 nm hacia 450 nm aumentará la precisión de la fuente de luz.

Un campo con mucho potencial para la tecnología de luz azul es su uso para la descontaminación del aire, superficies y equipos en hospitales, así como en otros lugares interiores, donde la transmisión de patógenos virales es un hecho significativo. Por ejemplo, el norovirus (NoV) es ambientalmente estable y resistente a la desinfección, causando brotes de gastroenteritis a menudo en los hospitales. La luz azul podría utilizarse como una tecnología de descontaminación segura para superar los brotes de NoV en los hospitales. 

Estos resultados ponen de relieve el uso de la tecnología de luz visible para la aplicación de descontaminación continua en áreas ocupadas como hospitales.

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