中文网站
Birus patogenoen infekzioak osasun publikoko arazo larri bihurtu dira mundu osoan. Birusek organismo zelular guztiak infektatu ditzakete eta lesio eta kalte maila desberdinak eragin ditzakete, gaixotasunak eta baita heriotza ere eraginez. Arnas sindrome akutu larriaren 2. koronabirusa (SARS-CoV-2) bezalako birus oso patogenoen nagusitasuna dela eta, premiazkoa da birus patogenoak inaktibatzeko metodo eraginkor eta seguruak garatzea. Birus patogenoak inaktibatzeko metodo tradizionalak praktikoak dira, baina muga batzuk dituzte. Sartze ahalmen handiko, erresonantzia fisikoko eta kutsadurarik gabeko ezaugarriekin, uhin elektromagnetikoak birus patogenoak inaktibatzeko estrategia potentzial bihurtu dira eta gero eta arreta handiagoa erakartzen ari dira. Artikulu honek uhin elektromagnetikoek birus patogenoetan eta haien mekanismoetan duten eraginari buruzko argitalpen berrien ikuspegi orokorra eskaintzen du, baita uhin elektromagnetikoak birus patogenoak inaktibatzeko erabiltzeko aukerak ere, baita inaktibazio horretarako ideia eta metodo berriak ere.
Birus asko azkar hedatzen dira, denbora luzez irauten dute, oso patogenoak dira eta epidemia globalak eta osasun-arrisku larriak sor ditzakete. Prebentzioa, detekzioa, probak, ezabatzea eta tratamendua dira birusaren hedapena geldiarazteko urrats nagusiak. Birus patogenoak azkar eta eraginkortasunez ezabatzeak profilaktikoa, babeslea eta iturriaren ezabapena barne hartzen ditu. Birus patogenoak suntsipen fisiologikoaren bidez inaktibatzea, haien infekzio-ahalmena, patogenizitatea eta ugalketa-ahalmena murrizteko, ezabatzeko metodo eraginkorra da. Metodo tradizionalek, tenperatura altuak, produktu kimikoak eta erradiazio ionizatzaileak barne, birus patogenoak eraginkortasunez inaktibatu ditzakete. Hala ere, metodo hauek oraindik muga batzuk dituzte. Hori dela eta, oraindik ere premiazkoa da birus patogenoak inaktibatzeko estrategia berritzaileak garatzea.
Uhin elektromagnetikoen igorpenak abantaila hauek ditu: sartze-ahalmen handia, berotze azkarra eta uniformea, mikroorganismoekin erresonantzia eta plasma askapena, eta birus patogenoak inaktibatzeko metodo praktiko bihurtzea espero da [1,2,3]. Uhin elektromagnetikoek birus patogenoak inaktibatzeko duten gaitasuna azken mendean frogatu zen [4]. Azken urteotan, uhin elektromagnetikoak birus patogenoak inaktibatzeko erabiltzeak gero eta arreta handiagoa erakarri du. Artikulu honek uhin elektromagnetikoek birus patogenoetan duten eragina eta haien mekanismoak aztertzen ditu, eta oinarrizko ikerketarako eta ikerketa aplikaturako gida erabilgarria izan daiteke.
Birusen ezaugarri morfologikoek biziraupena eta infekzio-gaitasuna bezalako funtzioak islatu ditzakete. Frogatu da uhin elektromagnetikoek, batez ere maiztasun ultra-altuko (UHF) eta maiztasun ultra-altuko (EHF) uhin elektromagnetikoek, birusen morfologia eten dezaketela.
MS2 bakteriofago (MS2) askotan erabiltzen da hainbat ikerketa-arlotan, hala nola desinfekzio-ebaluazioan, modelizazio zinetikoan (uretan) eta birus-molekulen karakterizazio biologikoan [5, 6]. Wu-k aurkitu zuen 2450 MHz-ko eta 700 W-ko mikrouhinek MS2 ur-fagoak agregatzea eta uzkurtze nabarmena eragiten zutela irradiazio zuzenaren minutu 1aren ondoren [1]. Ikerketa gehiago egin ondoren, MS2 fagoaren gainazalean haustura bat ere ikusi zen [7]. Kaczmarczyk-ek [8] 229E koronabirusaren (CoV-229E) laginen esekidurak 95 GHz-ko maiztasuna eta 70 eta 100 W/cm2 arteko potentzia-dentsitatea zuten milimetro-uhinen eraginpean jarri zituen 0,1 s-z. Zulo handiak aurki daitezke birusaren estalki esferiko zakarrean, eta horrek bere edukia galtzea dakar. Uhin elektromagnetikoen eraginpean egotea suntsitzailea izan daiteke birus-formentzat. Hala ere, ezezagunak dira birusaren eraginpean egon ondoren propietate morfologikoetan, hala nola forman, diametroan eta gainazalaren leuntasunean, izandako aldaketak. Beraz, garrantzitsua da ezaugarri morfologikoen eta funtzio-nahasmenduen arteko erlazioa aztertzea, birusaren inaktibazioa ebaluatzeko adierazle baliotsuak eta egokiak eman baititzake [1].
Birusaren egitura normalean barneko azido nukleiko batez (RNA edo DNA) eta kanpoko kapsida batez osatuta dago. Azido nukleikoek birusen propietate genetikoak eta erreplikazioa zehazten dituzte. Kapsida proteina azpiunitate erregularki antolatuen kanpoko geruza da, birus partikulen oinarrizko egitura eta osagai antigenikoa, eta azido nukleikoak babesten ditu. Birus gehienek lipidoz eta glikoproteinez osatutako bilgarri-egitura dute. Horrez gain, bilgarri-proteinek hartzaileen espezifikotasuna zehazten dute eta ostalariaren sistema immunologikoak ezagutu ditzakeen antigeno nagusi gisa balio dute. Egitura osoak birusaren osotasuna eta egonkortasun genetikoa bermatzen ditu.
Ikerketek erakutsi dute uhin elektromagnetikoek, batez ere UHF uhin elektromagnetikoek, gaixotasunak eragiten dituzten birusen RNA kaltetu dezaketela. Wu-k [1] MS2 birusaren ingurune urtsua zuzenean jarri zuen 2450 MHz-ko mikrouhinen eraginpean 2 minutuz, eta A proteina, kapside proteina, erreplikasa proteina eta zatiketa proteina kodetzen dituzten geneak aztertu zituen gel elektroforesiaren eta alderantzizko transkripzio polimerasa kate erreakzioaren bidez (RT-PCR). Gene hauek pixkanaka suntsitu ziren potentzia dentsitatea handitu ahala, eta potentzia dentsitate handienean ere desagertu egin ziren. Adibidez, A proteina genearen (934 bp) adierazpena nabarmen jaitsi zen 119 eta 385 W-ko potentziako uhin elektromagnetikoen eraginpean egon ondoren, eta erabat desagertu zen potentzia dentsitatea 700 W-ra igo zenean. Datu hauek adierazten dute uhin elektromagnetikoek, dosiaren arabera, birusen azido nukleikoen egitura suntsitu dezaketela.
Azken ikerketek erakutsi dute uhin elektromagnetikoek birus-proteina patogenoetan duten eragina batez ere bitartekarien gaineko zeharkako eragin termikoan eta azido nukleikoen suntsiketaren ondorioz proteinen sintesian duten zeharkako eraginean oinarritzen dela [1, 3, 8, 9]. Hala ere, efektu atermikoek birus-proteinen polaritatea edo egitura ere alda dezakete [1, 10, 11]. Uhin elektromagnetikoek oinarrizko proteina estruktural/ez-estrukturaletan, hala nola kapside-proteinetan, bilgarri-proteinetan edo birus patogenoen punta-proteinetan, duten eragin zuzenak oraindik ikerketa gehiago behar ditu. Duela gutxi iradoki da 2,45 GHz-ko maiztasuneko 2 minutuko erradiazio elektromagnetikoak eta 700 W-ko potentziakoak proteinen karga-frakzio desberdinekin elkarreragin dezaketela, puntu beroak eta eremu elektriko oszilagarriak sortuz, efektu elektromagnetiko hutsen bidez [12].
Birus patogeno baten bilgarria oso lotuta dago infektatzeko edo gaixotasunak eragiteko duen gaitasunarekin. Hainbat ikerketek jakinarazi dute UHF eta mikrouhin uhin elektromagnetikoek gaixotasunak eragiten dituzten birusen oskolak suntsitu ditzaketela. Goian aipatu bezala, zulo desberdinak detekta daitezke 229E koronabirusaren birus-bilgarrian 95 GHz-ko milimetro-uhinaren eraginpean 0,1 segundoz egon ondoren, 70 eta 100 W/cm2-ko potentzia-dentsitatearekin [8]. Uhin elektromagnetikoen erresonantzia-energia transferentziaren efektuak nahikoa estres eragin dezake birus-bilgarriaren egitura suntsitzeko. Bilgarridun birusen kasuan, bilgarria hautsi ondoren, infekzio-gaitasuna edo jardueraren bat gutxitu edo erabat galtzen da normalean [13, 14]. Yangek [13] H3N2 (H3N2) gripearen birusa eta H1N1 (H1N1) gripearen birusa mikrouhinen eraginpean jarri zituen 8,35 GHz, 320 W/m² eta 7 GHz, 308 W/m²-ko mikrouhinen eraginpean, hurrenez hurren, 15 minutuz. Uhin elektromagnetikoen eraginpean dauden birus patogenoen RNA seinaleak eta nitrogeno likidoan hainbat zikloz izoztu eta berehala desizoztutako eredu zatikatu baten RNA seinaleak alderatzeko, RT-PCR egin zen. Emaitzek erakutsi zuten bi ereduen RNA seinaleak oso koherenteak direla. Emaitza hauek adierazten dute birusaren egitura fisikoa eten egiten dela eta mintz-egitura suntsitzen dela mikrouhin-erradiazioaren eraginpean egon ondoren.
Birus baten jarduera infektatzeko, erreplikatzeko eta transkribatzeko duen gaitasunaren arabera ezaugarritu daiteke. Birusen infekzio-gaitasuna edo jarduera normalean birus-tituluak neurtuz ebaluatzen da, plaka-analisiak, ehunen kulturaren infekzio-dosi mediana (TCID50) edo luziferasa erreporter genearen jarduera erabiliz. Baina zuzenean ere ebaluatu daiteke birus bizia isolatuz edo birus-antigenoa, birus-partikula dentsitatea, birusaren biziraupena eta abar aztertuz.
Jakinarazi da UHF, SHF eta EHF uhin elektromagnetikoek zuzenean inaktibatu ditzaketela birus-aerosolak edo uretan transmititutako birusak. Wu-k [1] laborategiko nebulizagailu batek sortutako MS2 bakteriofago-aerosola 2450 MHz-ko maiztasuna eta 700 W-ko potentzia zuten uhin elektromagnetikoei eragin zien 1,7 minutuz, MS2 bakteriofagoaren biziraupen-tasa % 8,66koa baino ez zen bitartean. MS2 birus-aerosolaren antzera, MS2 urtsuaren % 91,3 inaktibatu zen uhin elektromagnetikoen dosi beraren eraginpean egon eta 1,5 minutura. Gainera, erradiazio elektromagnetikoak MS2 birusa inaktibatzeko duen gaitasuna positiboki korrelazionatuta zegoen potentzia-dentsitatearekin eta esposizio-denborarekin. Hala ere, desaktibazio-eraginkortasuna bere balio maximora iristen denean, desaktibazio-eraginkortasuna ezin da hobetu esposizio-denbora handituz edo potentzia-dentsitatea handituz. Adibidez, MS2 birusak % 2,65etik % 4,37ra bitarteko biziraupen-tasa minimoa izan zuen 2450 MHz-ko eta 700 W-ko uhin elektromagnetikoei eragin ondoren, eta ez zen aldaketa esanguratsurik aurkitu esposizio-denbora handitu ahala. Siddhartak [3] C hepatitisaren birusa (HCV)/1 motako giza immunoeskasiaren birusa (GIB-1) zuen zelula-kultura-suspentsio bat 2450 MHz-ko maiztasuneko eta 360 W-ko potentziako uhin elektromagnetikoekin irradiatu zuen. Ikusi zuten birus-tituluak nabarmen jaitsi zirela 3 minutuko esposizioaren ondoren, eta horrek adierazten du uhin elektromagnetikoen erradiazioa eraginkorra dela HCV eta GIB-1 infekzio-gaitasunaren aurka eta birusaren transmisioa saihesteko laguntzen duela, elkarrekin esposizioan egon arren. HCV zelula-kulturak eta GIB-1 suspentsioak 2450 MHz, 90 W edo 180 W-ko maiztasuneko potentzia baxuko uhin elektromagnetikoekin irradiatzean, ez zen aldaketarik egon birus-tituluan, luziferasa erreporter jarduerak zehaztuta, eta aldaketa nabarmena ikusi zen birus-infektibitatean. 600 eta 800 W-tan minutu 1ez, bi birusen infekzio-gaitasuna ez zen nabarmen jaitsi, eta uste da hori uhin elektromagnetikoen erradiazioaren potentziarekin eta tenperatura kritikoaren esposizio-denborarekin lotuta dagoela.
Kaczmarczyk-ek [8] lehen aldiz frogatu zuen EHF uhin elektromagnetikoen hilgarritasuna uretan transmititzen diren birus patogenoen aurka 2021ean. 229E koronabirusaren edo poliobirusaren (PV) laginak 95 GHz-ko maiztasuneko eta 70 eta 100 W/cm2 arteko potentzia-dentsitateko uhin elektromagnetikoen eraginpean jarri zituzten 2 segundoz. Bi birus patogenoen inaktibazio-eraginkortasuna % 99,98koa eta % 99,375ekoa izan zen, hurrenez hurren. Horrek adierazten du EHF uhin elektromagnetikoek aplikazio-aukera zabalak dituztela birusen inaktibazio-arloan.
Birusen UHF inaktibazioaren eraginkortasuna hainbat euskarritan ere ebaluatu da, hala nola ama-esnean eta etxean erabili ohi diren material batzuetan. Ikertzaileek adenobirusarekin (ADV), 1 motako poliobirusarekin (PV-1), 1 herpesbirusarekin (HV-1) eta errinobirusarekin (RHV) kutsatutako anestesia-maskarak 2450 MHz-ko maiztasuneko eta 720 watt-eko potentziako erradiazio elektromagnetikoaren eraginpean jarri zituzten. Jakinarazi zuten ADV eta PV-1 antigenoen probak negatiboak izan zirela, eta HV-1, PIV-3 eta RHV tituluak zerora jaitsi zirela, eta horrek adierazten du birus guztien inaktibazio osoa izan zela 4 minutuko esposizioaren ondoren [15, 16]. Elhafik [17] hegaztien bronkitis infekziosoaren birusarekin (IBV), hegaztien pneumobirusarekin (APV), Newcastle gaixotasunaren birusarekin (NDV) eta hegaztien gripearen birusarekin (AIV) infektatutako hisopoak zuzenean jarri zituen 2450 MHz-ko eta 900 W-ko mikrouhin-labe batean. Horien artean, APV eta IBV 5. belaunaldiko txito-enbrioietatik lortutako trakea-organoen kulturetan ere detektatu ziren. Birusa ezin izan zen isolatu arren, birusaren azido nukleikoa RT-PCR bidez detektatu zen oraindik. Ben-Shoshanek [18] 2450 MHz-ko, 750 W-ko uhin elektromagnetikoak zuzenean jarri zizkien zitomegalobirus (CMV) positibo diren 15 amaren esne-laginetan 30 segundoz. Shell-Vial bidezko antigenoen detekzioak CMVren inaktibazio osoa erakutsi zuen. Hala ere, 500 W-tan, 15 laginetatik 2k ez zuten inaktibazio osoa lortu, eta horrek inaktibazio-eraginkortasunaren eta uhin elektromagnetikoen potentziaren arteko korrelazio positiboa adierazten du.
Aipatzekoa da, halaber, Yangek [13] uhin elektromagnetikoen eta birusen arteko erresonantzia-maiztasuna aurreikusi zuela ezarritako eredu fisikoetan oinarrituta. Birusarekiko sentikorrak diren Madin Darby txakurren giltzurrunetako zelulek (MDCK) sortutako 7,5 × 1014 m-3-ko dentsitatea zuen H3N2 birus partikulen esekidura bat 8 GHz-ko maiztasuneko eta 820 W/m²-ko potentziako uhin elektromagnetikoen eraginpean jarri zen zuzenean 15 minutuz. H3N2 birusaren inaktibazio-maila % 100era iristen da. Hala ere, 82 W/m2-ko atalase teorikoan, H3N2 birusaren % 38 baino ez zen inaktibatu, eta horrek iradokitzen du EM bidezko birusaren inaktibazioaren eraginkortasuna potentzia-dentsitatearekin estuki lotuta dagoela. Ikerketa honetan oinarrituta, Barborak [14] uhin elektromagnetikoen eta SARS-CoV-2ren arteko erresonantzia-maiztasun tartea (8,5–20 GHz) kalkulatu zuen eta ondorioztatu zuen 7,5 × 1014 m-3 SARS-CoV-2 uhin elektromagnetikoen eraginpean egoteak. 10-17 GHz-ko maiztasuna eta 14,5 ± 1 W/m2-ko potentzia-dentsitatea duen uhin batek gutxi gorabehera 15 minutuz % 100eko desaktibazioa eragingo du. Wangek [19] egindako ikerketa batek erakutsi zuen SARS-CoV-2ren erresonantzia-maiztasunak 4 eta 7,5 GHz direla, birusaren tituluarekiko independenteak diren erresonantzia-maiztasunak daudela berretsiz.
Ondorioz, esan dezakegu uhin elektromagnetikoek aerosoletan eta esekiduretan eragina izan dezaketela, baita gainazaletako birusen jardueran ere. Ikusi zen inaktibazioaren eraginkortasuna uhin elektromagnetikoen maiztasunarekin eta potentziarekin eta birusa hazteko erabilitako medioarekin estuki lotuta dagoela. Gainera, erresonantzia fisikoetan oinarritutako maiztasun elektromagnetikoak oso garrantzitsuak dira birusak inaktibatzeko [2, 13]. Orain arte, uhin elektromagnetikoek birus patogenoen jardueran duten eragina batez ere infekzio-gaitasuna aldatzean zentratu da. Mekanismo konplexua dela eta, hainbat ikerketek jakinarazi dute uhin elektromagnetikoek birus patogenoen erreplikazioan eta transkripzioan duten eragina.
Uhin elektromagnetikoek birusak inaktibatzeko erabiltzen dituzten mekanismoak estuki lotuta daude birus motarekin, uhin elektromagnetikoen maiztasunarekin eta potentziarekin, eta birusaren hazkuntza-ingurunearekin, baina neurri handi batean aztertu gabe daude oraindik. Azken ikerketek energia-transferentzia termiko, atermiko eta estruktural erresonantearen mekanismoetan jarri dute arreta.
Efektu termikoa ehunetako molekula polarrek abiadura handiko biraketak, talkak eta marruskadurak eragindako tenperaturaren igoera gisa ulertzen da, uhin elektromagnetikoen eraginpean. Propietate horri esker, uhin elektromagnetikoek birusaren tenperatura tolerantzia fisiologikoaren atalasearen gainetik igo dezakete, birusaren heriotza eraginez. Hala ere, birusek molekula polar gutxi dituzte, eta horrek iradokitzen du birusen gaineko zuzeneko efektu termikoak arraroak direla [1]. Aitzitik, ingurunean eta ingurunean molekula polar askoz gehiago daude, hala nola ur molekulak, uhin elektromagnetikoek kitzikatzen duten eremu elektriko alternoaren arabera mugitzen direnak, marruskaduraren bidez beroa sortuz. Beroa birusari transferitzen zaio ondoren, bere tenperatura igotzeko. Tolerantzia atalasea gainditzen denean, azido nukleikoak eta proteinak suntsitzen dira, eta horrek, azken finean, infekzio-gaitasuna murrizten du eta baita birusa inaktibatzen ere.
Hainbat taldek jakinarazi dute uhin elektromagnetikoek birusen infekzio-ahalmena murriztu dezaketela esposizio termikoaren bidez [1, 3, 8]. Kaczmarczyk-ek [8] 229E koronabirusaren esekidurak 95 GHz-ko maiztasuneko uhin elektromagnetikoen eraginpean jarri zituen, 70 eta 100 W/cm² arteko potentzia-dentsitatearekin, 0,2-0,7 s-z. Emaitzek erakutsi zuten prozesu horretan 100 °C-ko tenperatura-igoerak birusaren morfologia suntsitzen eta birusaren jarduera murrizten lagundu zuela. Efektu termiko hauek uhin elektromagnetikoek inguruko ur molekulen gainean duten eraginaren bidez azal daitezke. Siddhartak [3] genotipo desberdinetako HCV duten zelula-kultura-suspentsioak irradiatu zituen, besteak beste, GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a eta GT7a, 2450 MHz-ko maiztasuneko eta 90 W eta 180 W, 360 W, 600 W eta 800 Tue potentziako uhin elektromagnetikoekin. Zelula-kultura-ingurunearen tenperatura 26 °C-tik 92 °C-ra igotzean, erradiazio elektromagnetikoak birusaren infekzio-gaitasuna murriztu edo birusa guztiz inaktibatu zuen. Baina HCV uhin elektromagnetikoen eraginpean egon zen denbora laburrean potentzia txikian (90 edo 180 W, 3 minutu) edo potentzia handiagoetan (600 edo 800 W, 1 minutu), tenperaturaren igoera nabarmenik ez zen bitartean eta birusaren infekzio-gaitasunean edo jardueran aldaketa nabarmenik ez zen ikusi.
Goiko emaitzek adierazten dute uhin elektromagnetikoen efektu termikoa birus patogenoen infekzio-gaitasunean edo jardueran eragiten duen faktore gakoa dela. Horrez gain, ikerketa askok erakutsi dute erradiazio elektromagnetikoaren efektu termikoak UV-C eta berogailu konbentzionalak baino eraginkorrago inaktibatzen dituela birus patogenoak [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Efektu termikoez gain, uhin elektromagnetikoek molekulen polaritatea ere alda dezakete, hala nola proteina mikrobianoen eta azido nukleikoen artean, molekulak biratzea eta bibratzea eraginez, eta ondorioz bideragarritasuna murriztea edo baita heriotza ere [10]. Uste da uhin elektromagnetikoen polaritatearen aldaketa azkarrak proteinen polarizazioa eragiten duela, eta horrek proteinen egituraren bihurritzea eta kurbadura eta, azken finean, proteinen desnaturalizazioa dakartzala [11].
Uhin elektromagnetikoek birusen inaktibazioan duten eragin ez-termikoa eztabaidagarria da oraindik, baina ikerketa gehienek emaitza positiboak erakutsi dituzte [1, 25]. Goian aipatu dugun bezala, uhin elektromagnetikoek MS2 birusaren mintz-proteina zuzenean zeharkatu eta birusaren azido nukleikoa suntsitu dezakete. Gainera, MS2 birusaren aerosolak askoz ere sentikorragoak dira uhin elektromagnetikoekiko MS2 urtsuak baino. MS2 birusaren aerosolen inguruko ingurunean dauden molekula polarrak ez direnez, hala nola ur molekulak, efektu atermikoek funtsezko zeregina izan dezakete uhin elektromagnetikoek eragindako birusen inaktibazioan [1].
Erresonantziaren fenomenoak sistema fisiko batek bere ingurunetik energia gehiago xurgatzeko joera adierazten du, bere maiztasun eta uhin-luzera naturalean. Erresonantzia naturako leku askotan gertatzen da. Jakina da birusek maiztasun bereko mikrouhinekin erresonatzen dutela dipolo akustiko mugatu batean, erresonantzia fenomeno bat [2, 13, 26]. Uhin elektromagnetiko baten eta birus baten arteko elkarrekintza modu erresonanteek gero eta arreta gehiago erakartzen dute. Birusen uhin elektromagnetikoetatik oszilazio akustiko itxietara (CAV) erresonantzia estrukturalaren energia transferentzia eraginkorraren (SRET) efektuak birus mintzaren haustura eragin dezake nukleo-kapside bibrazio kontrajarrien ondorioz. Gainera, SRETen eraginkortasun orokorra ingurunearen izaerarekin lotuta dago, non birus partikularen tamainak eta pH-ak erresonantzia maiztasuna eta energia xurgapena zehazten dituzten, hurrenez hurren [2, 13, 19].
Uhin elektromagnetikoen erresonantzia fisikoaren efektuak funtsezko zeregina du bildutako birusen inaktibazioan, birusak proteina biralez txertatutako mintz bikoitz batez inguratuta baitaude. Ikertzaileek aurkitu zuten 6 GHz-ko maiztasuna eta 486 W/m²-ko potentzia-dentsitatea duten uhin elektromagnetikoen bidez H3N2 desaktibatzea batez ere erresonantzia-efektuaren ondoriozko estalkiaren haustura fisikoak eragiten zuela [13]. H3N2 esekiduraren tenperatura 7 °C-tik gora igo zen 15 minutuko esposizioaren ondoren, baina, gizakiaren H3N2 birusa berotze termikoz inaktibatzeko, 55 °C-tik gorako tenperatura behar da [9]. Antzeko fenomenoak ikusi dira SARS-CoV-2 eta H3N1 bezalako birusetan [13, 14]. Gainera, birusak uhin elektromagnetikoen bidez inaktibatzea ez dakar birusen RNA genomaren degradaziorik [1,13,14]. Beraz, H3N2 birusaren inaktibazioa erresonantzia fisikoak sustatu zuen, esposizio termikoak baino gehiago [13].
Uhin elektromagnetikoen efektu termikoarekin alderatuta, erresonantzia fisikoaren bidezko birusen inaktibazioa dosi-parametro txikiagoak behar dira, Ingeniari Elektriko eta Elektronikoen Institutuak (IEEE) ezarritako mikrouhinen segurtasun-arauen azpitik daudenak [2, 13]. Erresonantzia-maiztasuna eta potentzia-dosia birusaren propietate fisikoen araberakoak dira, hala nola partikulen tamainaren eta elastikotasunaren araberakoak, eta erresonantzia-maiztasun horretako birus guztiak eraginkortasunez zuzendu daitezke inaktibaziorako. Sartze-tasa handiari, erradiazio ionizatzailerik ezari eta segurtasun onari esker, CPET-aren efektu atermikoak bitartekatutako birusen inaktibazioa itxaropentsua da birus patogenoek eragindako gizakien gaixotasun gaiztoen tratamendurako [14, 26].
Birusak fase likidoan eta hainbat euskarriren gainazalean inaktibatzea oinarritzat hartuta, uhin elektromagnetikoek birus-aerosolak eraginkortasunez kudeatu ditzakete [1, 26], eta hori aurrerapen handia da eta garrantzi handikoa da birusaren transmisioa kontrolatzeko eta gizartean birusaren transmisioa saihesteko. Gainera, uhin elektromagnetikoen erresonantzia fisikoaren propietateen aurkikuntza oso garrantzitsua da arlo honetan. Birioi jakin baten eta uhin elektromagnetikoen erresonantzia-maiztasuna ezagutzen den bitartean, zauriaren erresonantzia-maiztasun tartean dauden birus guztiak jomugan jar daitezke, eta hori ezin da lortu birusak inaktibatzeko metodo tradizionalekin [13,14,26]. Birusen inaktibazio elektromagnetikoa ikerketa itxaropentsua da, balio aplikatu eta potentzial handikoa.
Birusak hiltzeko teknologia tradizionalarekin alderatuta, uhin elektromagnetikoek ingurumen-babes sinple, eraginkor eta praktiko baten ezaugarriak dituzte birusak hiltzerakoan, beren propietate fisiko bereziak direla eta [2, 13]. Hala ere, arazo asko daude oraindik. Lehenik eta behin, ezagutza modernoa uhin elektromagnetikoen propietate fisikoetara mugatzen da, eta uhin elektromagnetikoen igorpenean energia-erabileraren mekanismoa ez da azaldu [10, 27]. Mikrouhinak, milimetro-uhinak barne, asko erabili dira birusen inaktibazioa eta haien mekanismoak aztertzeko, baina ez da jakinarazi beste maiztasun batzuetako uhin elektromagnetikoen ikerketak, batez ere 100 kHz-tik 300 MHz-ra eta 300 GHz-tik 10 THz-ra bitarteko maiztasunetan. Bigarrenik, birus patogenoak uhin elektromagnetikoen bidez hiltzeko mekanismoa ez da argitu, eta birus esferikoak eta hagaxka-formakoak baino ez dira aztertu [2]. Gainera, birus-partikulak txikiak dira, zelularik gabekoak, erraz mutatzen dira eta azkar hedatzen dira, eta horrek birusen inaktibazioa eragotzi dezake. Uhin elektromagnetikoen teknologia hobetu behar da oraindik birus patogenoak inaktibatzeko oztopoa gainditzeko. Azkenik, inguruneko molekula polarrek, hala nola ur molekulek, erradiazio-energiaren xurgapen handiak energia-galera dakar. Gainera, SRETen eraginkortasuna birusetan identifikatu gabeko hainbat mekanismok eragin dezakete [28]. SRET efektuak birusa ingurunera egokitzeko ere alda dezake, eta horrek uhin elektromagnetikoekiko erresistentzia sortzen du [29].
Etorkizunean, uhin elektromagnetikoak erabiliz birusak inaktibatzeko teknologia hobetu beharko litzateke. Oinarrizko ikerketa zientifikoak uhin elektromagnetikoen bidez birusak inaktibatzeko mekanismoa argitzera bideratu beharko luke helburu. Adibidez, birusek uhin elektromagnetikoen eraginpean daudenean energia erabiltzeko mekanismoa, birus patogenoak hiltzen dituen ekintza ez-termikoaren mekanismo zehatza eta uhin elektromagnetikoen eta birus mota desberdinen arteko SRET efektuaren mekanismoa sistematikoki argitu beharko lirateke. Ikerketa aplikatuak molekula polarrek erradiazio-energiaren gehiegizko xurgapena nola saihestu, maiztasun desberdinetako uhin elektromagnetikoek birus patogeno desberdinengan duten eragina aztertu eta uhin elektromagnetikoek birus patogenoak suntsitzean duten efektu ez-termikoa aztertu beharko luke.
Uhin elektromagnetikoak metodo itxaropentsu bihurtu dira birus patogenoak inaktibatzeko. Uhin elektromagnetikoen teknologiak kutsadura txikia, kostu txikia eta patogenoen birusak inaktibatzeko eraginkortasun handia ditu, eta horrek birusen aurkako teknologia tradizionalaren mugak gainditu ditzake. Hala ere, ikerketa gehiago behar dira uhin elektromagnetikoen teknologiaren parametroak zehazteko eta birusak inaktibatzeko mekanismoa argitzeko.
Uhin elektromagnetikoen erradiazio dosi jakin batek birus patogeno askoren egitura eta jarduera suntsitu ditzake. Birusen inaktibazioaren eraginkortasuna maiztasunarekin, potentzia-dentsitatearekin eta esposizio-denborarekin estuki lotuta dago. Horrez gain, mekanismo potentzialen artean, energia-transferentziaren erresonantzia termiko, atermiko eta estrukturalaren efektuak daude. Birusen aurkako teknologia tradizionalekin alderatuta, uhin elektromagnetikoetan oinarritutako birusen inaktibazioa sinpletasunaren, eraginkortasun handiaren eta kutsadura txikiaren abantailak ditu. Hori dela eta, uhin elektromagnetikoen bidezko birusen inaktibazioa etorkizuneko aplikazioetarako teknika antibiral itxaropentsua bihurtu da.
U Yu. Mikrouhin-erradiazioaren eta plasma hotzaren eragina bioaerosolen jardueran eta erlazionatutako mekanismoetan. Pekingo Unibertsitatea. 2013. urtea.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al. Mikrouhinen dipolo-akoplamendu erresonantea eta oszilazio akustiko mugatuak bakulobirusetan. Txosten zientifikoa 2017; 7(1):4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, et al. HCV eta GIBaren mikrouhinen bidezko inaktibazioa: birusaren transmisioa injektatzeko droga-erabiltzaileen artean prebenitzeko ikuspegi berria. Txosten zientifikoa 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv HL. Mikrouhin-desinfekzio bidezko ospitaleko dokumentuen kutsaduraren ikerketa eta behaketa esperimentala [J] Txinako Medikuntza Aldizkaria. 1987; 4:221-2.
Sun Wei Sodio dikloroisozianatoaren inaktibazio-mekanismoaren eta eraginkortasunaren aurretiazko ikerketa MS2 bakteriofagoaren aurka. Sichuan Unibertsitatea. 2007.
Yang Li. MS2 bakteriofagoaren aurkako o-ftalaldehidoaren inaktibazio-efektuaren eta ekintza-mekanismoaren aurretiazko ikerketa. Sichuan Unibertsitatea. 2007.
Wu Ye, Yao andrea. Mikrouhin-erradiazioaren bidez airean dagoen birus baten inaktibazioa in situ. Txinako Zientzia Buletina. 2014;59(13):1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Koronabirusak eta poliobirusak W bandako ziklotroi erradiazioaren pultsu laburrekiko sentikorrak dira. Ingurumen-kimikari buruzko gutuna. 2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al. Gripearen birusaren inaktibazioa antigenizitate-azterketetarako eta neuraminidasa inhibitzaile fenotipikoekiko erresistentzia-analisietarako. Journal of Clinical Microbiology. 2010;48(3):928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, etab. Mikrouhin-labearen esterilizazioaren ikuspegi orokorra. Guangdong mikronutrienteen zientzia. 2013;20(6):67-70.
Li Jizhi. Mikrouhinen efektu biologiko ez-termikoak elikagaien mikroorganismoetan eta mikrouhinen esterilizazio-teknologian [JJ Southwestern Nationalities University (Natural Science Edition). 2006; 6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. SARS-CoV-2 proteina azidoaren desnaturalizazioa mikrouhin-erradiazio atermikoaren ondoren. Txosten zientifikoa 2021; 11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, et al. Mikrouhinetatik birusen oszilazio akustiko mugatuetara energia-transferentzia estruktural erresonante eraginkorra. Txosten zientifikoa 2015; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. SARS-CoV-2rako erradiazio ez-ionizatzaile terapia erabiliz zuzendutako birusen aurkako terapia eta pandemia biral baterako prestaketa: metodoak, metodoak eta praktika oharrak aplikazio klinikorako. PLOS One. 2021;16(5):e0251780.
Yang Huiming. Mikrouhin-esterilizazioa eta bertan eragina duten faktoreak. Txinako Medikuntza Aldizkaria. 1993;(04):246-51.
Page WJ, Martin WG Mikrobioen biziraupena mikrouhin labeetan. You can J Microorganisms. 1978;24(11):1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Mikrouhin- edo autoklabe-tratamenduak bronkitis infekziosoaren birusaren eta hegaztien pneumobirusaren infekzio-gaitasuna suntsitzen du, baina alderantzizko transkriptasa polimerasa-kate-erreakzioa erabiliz detektatzea ahalbidetzen du. hegazti-gaixotasuna. 2004;33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Zitomegalobirusa bularreko esnetik mikrouhinen bidez ezabatzea: ikerketa pilotu bat. edoskitzearen sendagaia. 2016;11:186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR, etab. SARS-CoV-2 birusaren mikrouhin-erresonantzia xurgapena. Txosten Zientifikoa 2022; 12(1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH, etab. SARS-CoV-2-ren UV-C (254 nm) dosi hilgarria. Argiaren diagnostikoa Photodyne Ther. 2020;32:101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M, etab. SARS-CoV-2ren inaktibazio azkarra eta osoa UV-C bidez. Txosten Zientifikoa 2020; 10(1):22421.
Argitaratze data: 2022ko urriaren 21a
Pribatutasun ezarpenak