En busca de materiales que ‘acaben’ con los virus

Un grupo de científicos españoles identifica un vidrio, llamado G3, y una arcilla caolín con nanopartículas de óxido de cobre o de plata que reducen la infectividad de varios virus, como el de la covid

Bomberos de la Diputación de Teruel durante las labores de desinfección de la residencia de la tercera edad de Burbáguena que ha registrado un brote de la covid-19, en agosto de 2020.
Bomberos de la Diputación de Teruel durante las labores de desinfección de la residencia de la tercera edad de Burbáguena que ha registrado un brote de la covid-19, en agosto de 2020.Antonio Garcia (EFE)

Un grupo de científicos españoles ha identificado dos materiales que pueden servir para descontaminar de virus superficies, líquidos y aire que contengan partículas virales. Se trata de un vidrio llamado G3 y una arcilla caolín con nanopartículas de plata o de óxido de cobre. Estos dos materiales, que son inorgánicos, son capaces de reducir en una hora la infectividad viral más del 99% para los virus estudiados. Aunque en un principio se probó con el virus de la estomatitis vesicular (VSV) como modelo, también ha sido comprobado con otros como el de la covid-19, el de la gripe, el del herpes simple y con el adenovirus. Actualmente, los investigadores están tratando de desarrollar prototipos de superficies que contengan estos materiales que son capaces de acabar con los virus.

Los resultados, publicados en Materials Today Bio, son especialmente positivos en cuanto al VSV: muestran una reducción de la infectividad viral cercana al 99% en los primeros 10 minutos de contacto con este virus. Esto se debe a que cuando el vidrio G3 y la arcilla caolín con nanopartículas de plata u óxido de cobre entran en contacto con cualquiera de estos virus, provocan una reacción físico-química que inhibe el crecimiento del patógeno. El mecanismo de actuación está directamente relacionado con las propiedades de los materiales: en el caso del vidrio, que induce la agregación del virus y en el de los materiales basados en caolín, por adsorción y los iones liberados al medio.

Las posibles aplicaciones de estos materiales son diversas y pueden emplearse en diferentes estados, según explica Estanislao Nistal Villán, jefe de laboratorio de Virología e Inmunidad de la Universidad CEU San Pablo de Madrid y uno de los autores del estudio: en el aire, con la creación de filtros; en sólidos, con el desarrollo de superficies con estos materiales para garantizar, en el caso de que hubiera restos del virus, que se inactivasen; y en líquidos, para el tratamiento de aguas no potables, por ejemplo. Belén Cabal, investigadora del CSIC y científica titular del asturiano Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (CINN), y coautora del estudio, defiende la versatilidad de los materiales, ya que se pueden adecuar “tanto en morfología y tamaño o en función de donde se aplica”.

Antonio Alcamí, investigador del CSIC en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, de la Universidad Autónoma de Madrid y el CSIC, y que no ha participado en la investigación, resalta que se haya estudiado en virus diversos y no solo el de la covid-19. “Como sociedad somos más conscientes de la necesidad de tener métodos que inactiven virus y evitar transmisiones. Este tipo de trabajos tiene una aplicación muy buena en el futuro porque no solamente se puede aplicar en esta pandemia, sino en otros virus y también bacterias, que es uno de los grandes problemas que vamos a tener: las bacterias resistentes a antibióticos”, incide. El vidrio G3 y la arcilla caolín con nanopartículas de plata o de óxido de cobre también son eficaces contra hongos y bacterias.

Los materiales para combatir enfermedades infecciosas

Los metales han sido y son empleados desde la antigüedad para combatir enfermedades infecciosas, según se relata en uno de los capítulos de un libro sobre nanopartículas metálicas para aplicaciones clínicas o biomédicas. Con el desarrollo de las tecnologías, algunas de estas nanopartículas metálicas (como de plata, oro, óxido de zinc, titanio o magnesio, entre otras) cada vez están teniendo un mayor protagonismo como agentes antimicrobianos por su capacidad inhibidora contra hongos, virus y bacterias. Sin embargo, pueden tener efectos tóxicos e incluso convertirse en una amenaza para las personas y el medio ambiente. En la investigación, según explica Cabal, con los caolines se consigue que las nanopartículas estén ancladas superficialmente en el material, lo que permite controlar la liberación al medio. “Lo que tenemos con este tipo de materiales es un dosificador que controla los iones mecánicos, lo que te permite mejorar la durabilidad y la eficacia del material. Permite garantizar que se esté por debajo de límites tóxicos que puedan ser nocivos para el medio ambiente y los seres vivos”, explica.

El comienzo de este estudio se remonta a muchos años atrás, recuerda José Serafín Moya, profesor ad honorem en el CINN y que participa en la investigación. En un principio se trabajó en desarrollar materiales antimicrobianos y que fueran inorgánicos. Inicialmente, se centraron en sistemas de nanopartículas basados en metales que se conocía que tenían funciones antimicrobianas. Uno de estos sistemas desarrollados fueron los caolines con nanopartículas metálicas u oxídicas. En paralelo a esta investigación se diseñaron vidrios, como el G3, que sin tener nanopartículas presentaban eficacia bactericida. Con la llegada de la pandemia, el CSIC financió la investigación sobre la eficacia de estos materiales frente a virus. Los científicos se centraron en estos dos tipos de materiales inorgánicos y, junto con grupos de virólogos, desarrollaron esta investigación. “Lo novedoso es haber podido desarrollar un nuevo material con funcionalidad inicialmente bactericida y, 10 años después, haber validado que también tiene ese carácter viricida”, comenta Cabal respecto al vidrio.

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