Covid-19 y reapertura, investigadores de la Universidad de Washington están diseñando detectores para SARS-CoV-2 en el aire
Detectores Covid-19 en el aire, ¿la solución para reaperturas? En todo el mundo, incluida Italia, el gran problema en esta etapa es la reapertura de lugares públicos y negocios. Investigadores de la Universidad de Washington están preparando una herramienta muy útil en esta área, a saber, detectores de gotas con Covid-19 en el aire.
Por supuesto, si demuestran ser confiables y rápidos, esto realmente podría cambiar las cosas: desinfectar un ambulancia o la cirugía de un médico solo podría realizarse por una razón (la detección de Covid-19 en el aire), y esto se aplicaría a muchas otras áreas de la vida.
¿Podría un biosensor que desarrollaron hace años para la enfermedad de Alzheimer convertirse en un detector aéreo del virus que causa COVID-19?
El biosensor fue diseñado para medir una proteína de Alzheimer en el cerebro, pero no había ninguna razón por la que no pudiera reutilizarse para detectar partículas virales en el aire, pensaron. Cirrito y Yuede reclutaron al experto en aerosoles Rajan Chakrabarty, PhD, profesor asociado de ingeniería energética, ambiental y química en la Escuela de Ingeniería McKelvey de la universidad para ayudar a diseñar una forma de detectar rápidamente el SARS-CoV-2 en el aire, el virus que causa COVID- 19.
Ahora, con la ayuda de una subvención de 900,000 dólares del Instituto Nacional de Abuso de Alcohol y Alcoholismo de los Institutos Nacionales de Salud (NIH), el equipo tiene dos dispositivos en proceso.
Uno es un detector de aerosoles diseñado para monitorear continuamente la calidad del aire en grandes lugares de reunión como salas de conferencias, aeropuertos y escuelas.
El otro es un alcoholímetro que podría usarse para medir rápidamente la salud de las personas que ingresan a los lugares de trabajo u otras áreas semipúblicas, al igual que los detectores térmicos para la fiebre ya se están usando en el campus médico de la Universidad de Washington.
Covid-19 y difusión aérea: investigadores de la Universidad de Washington
“Digamos que este detector de aerosol se dispara en una gran multitud de personas”, dijo Cirrito, el investigador principal de la colaboración.
“Puede limpiar la habitación inmediatamente para que la gente no pase una cantidad significativa de tiempo en una habitación con alguien infectado y posiblemente contagioso, y marcar esa habitación para una limpieza o desinfección mejorada.
Eso podría reducir la probabilidad de tener un evento de superpropagación. Y el alcoholímetro: respiras en él, obtienes una lectura en tiempo real, si estás limpio, continúas y, si no, te remiten para más pruebas ".
El biosensor se diseñó originalmente para detectar cambios en los niveles de la proteína beta amiloide de la enfermedad de Alzheimer.
Para convertir el biosensor de amiloide en un detector de coronavirus, los investigadores cambiaron el anticuerpo que reconoce el amiloide por un nanocuerpo, un anticuerpo de llamas, que reconoce una proteína del virus SARS-CoV-2.
El nanocuerpo fue desarrollado en el NIH en el laboratorio de David Brody, MD, PhD, un ex miembro de la facultad del Departamento de Neurología de la Facultad de Medicina.
Una vez que se haya rediseñado el biosensor para detectar el SARS-CoV-2, será necesario probarlo como un sensor aerotransportado. Pero hay un problema: no se sabe mucho sobre cómo las gotitas cargadas de virus, que se propagan al toser, estornudar o incluso respirar, viajan por el aire, por lo que los investigadores no tendrán una forma de validar las lecturas del sensor.
“Hay muchas preguntas sin respuesta”, dijo Chakrabarty. El principal de ellos: ¿Cuáles son las funciones de las condiciones ambientales y la contaminación en la transmisión?
Las partículas finas, como el hollín, pueden viajar distancias increíblemente largas; las partículas de los incendios forestales del año pasado en California han llegado hasta Europa continental. ¿Podrían las gotas cargadas de virus engancharse en un poco de hollín y viajar estas vastas distancias?
Y aunque hay modelos que sugieren cómo la humedad, la temperatura, la contaminación y similares afectan el tamaño y la vida útil de las gotas, no se han validado experimentalmente, ni siquiera en un grado para tener la confianza de que un pequeño sensor en un vagón de tren puede representar con precisión la propia. riesgo de exposición.
Los experimentos de Chakrabarty comenzarán respondiendo preguntas sobre muestras de gotitas en aerosol de SARS-CoV-2 inactivado, que serán proporcionadas por los NIH y Jacoo Boon, PhD, profesor asociado de medicina.
Con la estudiante de posgrado Esther Monroe, los investigadores desarrollaron una cámara giratoria ambiental que se asemeja a una canasta tostadora giratoria de café de la vieja escuela.
En el interior, se puede suspender una gota de virus que varía en tamaño desde unas pocas decenas de nanómetros hasta un par de micrones, flotando en la cámara durante varias horas.
Los investigadores podrán ajustar ciertas variables (temperatura, humedad y exposición a la luz ultravioleta) en la cámara para comprender mejor cómo reaccionan estas partículas en aerosol con virus a las condiciones cambiantes, así como cómo eso afecta la detección por parte del biosensor.
En última instancia, podrán informar cómo esas variables afectan la capacidad de un sensor para detectar las partículas.
Una vez que tienen una mejor comprensión de cómo las gotas cargadas de SARS-CoV-2 se ven afectadas por estas variables en un entorno artificial de laboratorio, entra el aire cargado de partículas finas, también conocidas como PM2.5.
El aire contaminado se introducirá en la cámara giratoria ambiental con gotitas virales para una investigación detallada.
En esta fase, la experiencia de Chakrabarty es clave: en su laboratorio puede producir diferentes contaminantes PM2.5: hollín y compuestos orgánicos como los de los incendios forestales de California o de una central eléctrica de carbón.
"Queremos saber qué sucede cuando este material particulado fino se encuentra en el aire ambiental", dijo. "¿Puede el Covid-19 sobrevivir en sus superficies y luego ser inhalado?"
Estas preguntas deben abordarse antes de implementar una versión del biosensor de Cirrito, modificado para detectar el SARS-CoV-2.
Una mejor comprensión de cómo se comportan estas partículas de aerosol ayudará a los investigadores a determinar si el sensor está captando todo lo que debería, ya sea en un día despejado y tranquilo en un entorno rural o en una ciudad plagada de contaminación del aire.
Si todo va bien, la pandemia de COVID-19 terminará pronto, pero es solo cuestión de tiempo hasta que surja el próximo virus peligroso transmitido por el aire.
Los dispositivos podrían actualizarse para monitorear otras amenazas reemplazando el anticuerpo SARS-CoV-2 con uno específico para otro virus, dijeron los investigadores, como una cepa epidémica de influenza o el próximo coronavirus.
“Mientras las personas se reúnan en grupos, las infecciones respiratorias contagiosas serán un problema”, dijo Cirrito.
“Nunca había pensado tanto en lo que sale de mi boca como en el último año.
Toser en la tienda de comestibles te hará ganar un aspecto extraño durante mucho tiempo.
Pero hay formas de mitigar los peligros, y creo que dispositivos como estos podrían contribuir en gran medida a controlar la propagación de enfermedades virales como COVID-19 y dar tranquilidad a las personas cuando se encuentran en grandes multitudes ".
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Fuente:
Sitio web oficial de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, San Luis