Dependência do comprimento de onda da inativação da luz ultravioleta para SARS

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 9706 (2023) Citar este artigo

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A irradiação ultravioleta (UV) oferece um método eficaz e conveniente para a desinfecção de microrganismos patogênicos. No entanto, a irradiação UV causa danos às proteínas e/ou ao DNA; portanto, são necessários mais conhecimentos sobre o desempenho de diferentes comprimentos de onda UV e suas aplicações para reduzir os riscos para o corpo humano. Neste artigo, determinamos a eficácia da inativação UV das variantes BA.2 e BA.5 do SARS-CoV-2 omicron em uma suspensão líquida em vários comprimentos de onda UV pelo método de dose de infecção de cultura de tecidos de 50% (TCID50) e polimerase quantitativa ensaio de reação em cadeia (qPCR). A eficácia de inativação da luz de 220 nm, que é considerada segura para o corpo humano, foi aproximadamente a mesma que a da luz perigosa de 260 nm para BA.2 e BA.5. Com base nas constantes de taxa de inativação determinadas pelos métodos TCID50 e qPCR versus o comprimento de onda UV, os espectros de ação foram determinados, e BA.2 e BA.5 mostraram quase os mesmos espectros. Este resultado sugere que ambas as variantes possuem as mesmas características de inativação de UV.

Com o surto global do coronavírus 2 da síndrome respiratória aguda grave (SARS-CoV-2) e o surgimento de suas novas variantes, há uma grande demanda para o desenvolvimento e demonstração de tecnologias de desinfecção eficientes para proteção contra vários vírus e bactérias patogênicos1,2,3 . Neste caso, as vacinas proporcionam uma protecção eficaz contra a infecção, mas a eficácia e a velocidade de fornecimento destas vacinas contra futuras variantes emergentes do SARS-CoV-2 não são claras na fase actual4. Portanto, é importante preparar estratégias adicionais para mitigar os riscos para a saúde pública durante o período de desenvolvimento pré-vacina contra agentes patogénicos emergentes.

A desinfecção por irradiação ultravioleta (UV) está atraindo especial interesse para reduzir a transmissão do SARS-CoV-2 porque a irradiação UV oferece um método eficaz e conveniente para a inativação de microrganismos patogênicos, incluindo o SARS-CoV-25,6,7,8,9, 10. Em particular, a faixa de comprimento de onda de 200 a 235 nm, muitas vezes referida como UVC distante, tem atraído cada vez mais atenção como um novo comprimento de onda de desinfecção. A luz UVC distante mostra um forte efeito germicida sobre vírus e bactérias patogênicas11,12,13,14,15 e demonstrou ser inofensiva para células de mamíferos devido ao forte efeito de absorção da camada do estrato córneo16,17,18,19, 20. No entanto, o seu perfil de segurança em células de mamíferos tem sido muito menos documentado e existem numerosos relatórios que sugerem que a luz UVC distante não é tão segura como a irradiação muito além dos níveis limiares21,22,23,24,25,26, uma vez que danifica significativamente células epidérmicas, levando à formação de eritema e dímeros de ciclopirimidina21,22,23,24,26.

Além disso, a dose de inativação relatada para atingir uma certa redução logarítmica varia amplamente de aproximadamente 1 a 20 mJ/cm25,10,27,28,29,30,31,32,33,34. Tais inconsistências podem ser causadas por diversas condições experimentais e configurações empregadas. Por exemplo, muitas fontes de luz, como LEDs UV, lâmpadas excimer KrCl e lâmpadas de descarga de vapor metálico, têm sido usadas para inativar SARS-CoV-25,14,27,28,29,30,31,32,33. ,34; no entanto, é difícil comparar a magnitude da dose e a eficácia da inativação para essas diferentes regiões de comprimento de onda UV devido às diferenças nas cepas do SARS-CoV-2 e nas condições experimentais, como o espectro das fontes de luz. Portanto, há uma necessidade substancial de experimentos sistemáticos com comprimentos de onda UV variados e sem variação em outras condições experimentais.

Neste artigo, descrevemos a eficácia de inativação das variantes omicron BA.2 e BA.5 do SARS-CoV-2 em uma suspensão viral em função do comprimento de onda UV com largura de banda de 10 nm com base na construção de uma fonte de irradiação sintonizável com comprimento de onda UV . Empregamos o método padrão de dose de infecção de cultura de tecidos de 50% (TCID50) e um ensaio quantitativo de reação em cadeia da polimerase (qPCR) para detectar danos UV ao genoma viral. Encontramos uma forte correlação entre o TCID50 e o qPCR. Com base nas constantes de taxa de inativação determinadas pelos métodos TCID50 e qPCR versus comprimento de onda UV, os espectros de ação de BA.2 e BA.5 foram determinados, e essas duas variantes mostraram quase os mesmos espectros. Este resultado sugere que ambas as variantes têm as mesmas características de inativação UV e que os espectros de ação do SARS-CoV-2 foram explicados quantitativamente pelos espectros de absorção do RNA e da proteína, onde a camada proteica protege o RNA da luz UV.