La lucha contra la pandemia de coronavirus Covid-19 une a la comunidad científica internacional en la búsqueda de herramientas para contener su propagación: algunos investigadores enfocan su atención en el uso de luz ultravioleta, particularmente en el tipo C, que cubre el rango de longitudes de onda entre 100 y 280 nanómetros (nm).
Y es que de la luz ultravioleta tipo C se sabe que tiene la máxima energía y por ello se emplea como germicida para la desinfección del agua desde hace décadas.
De hecho ya en 2003 la radiación ultravioleta se utilizó como desinfectante contra las partículas letales de coronavirus durante el brote de SARS y tan pronto como el Covid-19 comenzó a propagarse en China a finales de 2019 la radiación ultravioleta regresó como un arma potencialmente poderosa para combatirlo.
Barry Hunt, presidente de la compañía de equipos para el cuidado de la salud PrescientX, señala que “mientras los medicamentos antivirales y las vacunas se concentran en minimizar y repeler las infecciones en el cuerpo los sistemas ultravioleta que se implementan se enfocan en matar al virus en el medio ambiente, antes de que tenga oportunidad de infectar a alguien”.
Desafío
No obstante el gran reto para utilizar luz ultravioleta germicida contra la propagación de enfermedades radica en hallar la manera de mantener a las personas a salvo de esa luz.
Y es que la radiación ultravioleta se divide en tres rangos: UV-A (de onda larga, con longitudes de entre 400 y 315 nm), UV-B (de onda media, de 315 a 280 nm) y UV-C (de onda corta, de 280 y 100 nm). A todos ellos la Organización Mundial de la Salud (OMS) los considera como probables cancerígenos para el ser humano. Y es por ello que esta tecnología se ocupa principalmente en habitaciones o lugares sin personas presentes.
Así, algunas lámparas UV-C en una habitación apuntan al techo para desinfectar el aire, mientras que otras luces UV-C se encienden solo cuando no hay nadie en la habitación para eliminar patógenos en los escritorios, teclados y superficies de alto contacto en baños y espacios de trabajo.
Si bien la luz UV-C se ha usado con éxito contra los gérmenes durante más de un siglo, recientemente los investigadores han entendido por qué: la capa de ozono de la Tierra evita que prácticamente toda la luz UV-C nos llegue; entonces los microbios, los virus y todo lo demás en realidad evolucionaron durante miles de millones de años sin haber estado expuestos a estas longitudes de onda.
En el alfabeto de nucleótidos de cuatro letras del ADN la timina (T) y la citosina (C) son particularmente susceptibles a los rayos UV. El UV golpea un electrón y hace que dos moléculas T o dos moléculas C se unan, introduciendo un error en una cadena de ADN. Los seres humanos tienen mecanismos de autorreparación genéticos, incluida una molécula llamada p53. Esta proteína —a veces denominada “guardiana del genoma”— patrulla las cadenas de ADN y busca precisamente este tipo de daño de nucleótidos. Pero si se daña demasiado la proteína p53 puede provocar cáncer.
El SARS-CoV-2, el virus que causa el Covid-19, carece de mecanismos de autorreparación tan sofisticados y su material genético está compuesto de ARN en lugar de ADN. El ARN contiene uracilo en lugar de timina, pero el efecto de los rayos UV-C es esencialmente el mismo: el daño genético se acumula y el virus se destruye.
Cambios
Los rayos UV germicidas en la mayoría de los entornos comerciales e industriales de hoy todavía provienen de las lámparas de vapor de mercurio, señala Barry Hunt. Estos dispositivos tienen un pico espectral a 254 nm. Esa emisión es el resultado de un arco de electricidad que ioniza típicamente gas argón y vaporiza el mercurio líquido.
En este rango la luz UV-C penetra la piel y los ojos humanos, lo que provoca cáncer de piel y cataratas. Entonces el efecto de destrucción del ADN por UV-C significa que cualquier dispositivo desinfectante que lo use debe estar diseñado para funcionar cuando no hay nadie en la habitación o en un espacio autónomo donde los humanos no pueden ir.
Por los efectos nocivos del UV-C de 254 nm los científicos exploran la longitud de onda de mayor energía de 222 nm en la región del UV lejano. Se ha descubierto que esta longitud de onda mata más virus y bacterias, y los estudios iniciales muestran que es sustancialmente más segura que los fotones en el rango de 254 nm. De hecho los rayos ultravioleta lejanos pueden bañar con seguridad toda una habitación con luz esterilizante, incluso con personas presentes.
La luz ultravioleta lejana a 222 nm “apenas penetra la capa externa de la piel”, afirma David Brenner, director del Centro de Investigación Radiológica de la Universidad de Columbia.
“Esta longitud de onda también parece ser segura para los ojos porque no penetra más profundamente que la capa de lágrimas que cubre el ojo”, agrega.
Un estudio de 2019 con ratas albinas en Japón encontró que la exposición prolongada a los rayos ultravioleta lejanos no indujo daño en la piel ni en los ojos de estos animales.
Avance
Actualmente se crean lámparas LED que emiten UV-C, fabricadas con aleaciones de nitruro de aluminio, las cuales tienen una serie de ventajas potenciales sobre las lámparas de mercurio: “Sin mercurio tóxico, mayor durabilidad, arranque más rápido y emisión en una diversidad de longitudes de onda que pueden ayudar en su función germicida”, indica Jae Hak Jeong, investigador técnico y vicepresidente de Seoul Semiconductor.
Si bien se registra un despliegue de nuevas tecnologías de luz ultravioleta la pandemia actual puede desaparecer antes de que el mundo haya desplegado los rayos UV germicidas de manera suficientemente amplia como para tener un gran impacto. Por ende, los expertos ya elaboran una hoja de ruta para el próximo patógeno peligroso. Y cuando llegue esperan recibirlo con una multitud de purificadores de aire UV y esterilizadores de superficie en hospitales, aeropuertos, transporte público, oficinas, escuelas, hogares de ancianos, tiendas, restaurantes, ascensores y otros lugares.
Fuente: ResearchGate