Luz ultravioleta contra los virus

Segura para los humanos, la luz ultravioleta -UVC- puede ofrecer una solución de bajo coste para erradicar ciertos patógenos en el aire de espacios públicos interiores. Afirma nationalgeographic.

Ciertas enfermedades transmitidas por el aire, como la gripe y la tuberculosis, representan importantes desafíos para la salud pública. Es por ello que conseguir un método directo para prevenir la transmisión de este tipo de enfermedades a través del aire podría ser una verdadera revolución. Y precisamente un sistema a base de luz, que consiguiese eliminar los patógenos que pululan por el ambiente, sería fabuloso.

Un potencial agente antimicrobiano que responde a este enfoque preventivo siempre ha sido la luz ultravioleta de la cual,clasificados según su longitud de onda y energía existen 9 tipos distintos. De todos ellos, la radiación ultravioleta de onda corta -UVC– ya se había establecido desde hace tiempo como un efectivo agente microbiano.

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No obstante, su uso generalizado en entornos públicos hasta el momento había sido limitado debido a que las fuentes de luz UVC convencionales habían demostrado ser carcinógenas.

Sin embargo, no hace mucho que un equipo de científicos del demostró que la luz UVC lejana -aquella cuya longitud de onda se sitúa entre los 207 y los 222 nanómetros- posee la capacidad de inactivar algunos de estos patógenos de transmisión aérea sin poner en peligro la salud humana. [Todo esto lo afirma nationalgeographic] ¿Pero es realmente así? 

Inactivar los virus con luz

Los hallazgos sugieren que el uso de luz ultravioleta lejana en hospitales, consultorios médicos, escuelas, aeropuertos, aviones y otros espacios públicos podría proporcionar un control poderoso sobre las epidemias de gripe estacional, así como evitar la propagación de pandemias relacionadas con esta y otras enfermedades.

A un precio menor de 1.000 euros por lámpara, un costo que seguramente disminuiría si las mismas fuesen producidas en masa, las luces de UVC lejana resultarían tremendamente económicas. Además «a diferencia de las vacunas contra la gripe, el UVC lejano probablemente resultará efectivo contra todos los microbios en el aire, incluidas las nuevas cepas emergentes» sostiene uno de los cientificos que habló con nationalgeographic. 

Aquí es donde entra nuestro aspecto riguroso.

UV C vs UV C lejana: Diferencias

La luz ultravioleta es el tipo de radiación localizada entre la luz visible y los rayos X en el espectro electromagnético, comprendiéndose entre los 100 nm a los 400 nm de longitud de onda.

La UV Lejana o Far UV está comprendida en el rango de las 207 a 222 nm. No se cuenta con suficientes estudios para garantizar que su eficiencia sea la adecuada. Proponer que no daña las celulas humnas y si la de las bacterias y virus sería en principio un absurdo. Además de su gran desventaja de ser en la actualidad muy costosas.

UV C de frecuncia germicida: se encuentra en el rango de 254,7 nm, allí es donde se vió la mayor efectividad para eliminar todo tipo de nucleos de ADN/ARN, es una frecuencia altamente energetica, que es capaz de desactivar hasta el 99,9% de virus, hongos y bacterias. Comprobada eficiencia a lo largo de todo el mundo con numeros estudios que demuestran su eficacia.

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Como se puede observar en la Fig. 2, el pico de absorbancia de las bases moleculares del ADN y ARN está entre los 255 nm y 270 nm de longitud de onda, quedando así comprendido dentro del rango de la radiación UV-C.

La absorción de luz UV-C provoca que grandes cantidades de energía induzcan reacciones de degradación que involucran particularmente a las bases de pirimidina (timina y uracilo). Se produce así la ruptura de enlaces T-A y U-A en sitios que contienen dos pirimidinas adyacentes, generándose dímeros moleculares de tipo ciclobutano y aductos de pirimidina-pirimidina. Componentes equivalentes pueden formarse también entre timina y citosina o entre dos moléculas de citosina.

Durante la formación de los dímeros, los enlaces de hidrógeno que estaban presentes entre las dos pirimidinas adyacentes se debilitan por la pérdida de aromaticidad. Además, los enlaces de ciclobutano formados interrumpen la estructura del ADN creando una distorsión en la hélice de ADN. Este daño bloquea la replicación y la transcripción, lo que resulta en efectos citotóxicos y mutagénicos, induciendo la incapacidad de reproducción (inactivación) y la muerte en los microorganismos irradiados (Cheung et al., 1999). La radiación UV-C también puede producir fotodaño indirecto. En este caso el fotón no es absorbido por la molécula biológica (como el ADN), sino por cualquier cromóforo presente en el medio.

Stergiou et al. (2010) han realizado pruebas de reconocimiento de daño molecular en bases nitrogenadas de células germinales meióticas en Caenorhabditis elegans. En su estudio señalan que después de radiación UV-C, múltiples vías de reparación de ADN cooperan en el envío de señales a la maquinaria apoptótica para eliminar las células potencialmente peligrosas. Estos mecanismos dan indicio de que, dependiendo de las características del organismo, no solo habrá inactivación sino también muerte celular inducida por el irreparable daño genético.

Documentación del potencial germicida de la luz UV-C

A partir del conocimiento de las capacidades de eliminación de microorganismos con luz ultravioleta numerosos estudios se enfocaron en probar los efectos de distintos rangos del espectro sobre una variedad de microorganismos.

Existen varios estudios comparativos para distintos tipos de organismos en los que se busca establecer la eficacia del método UV-C para cada uno de ellos. Tal es el caso de Chang et al. (1985), quienes midieron la supervivencia en función de la dosis de luz ultravioleta germicida para la bacteria Escherichia coli, Salmonella typhi, Shigella sonnei, Streptococcus faecalis, Staphylococcus aureus y Bacillus subtilis, las esporas de los virus entéricos poliovirus tipo 1 y el rotavirus de simio SA11, los quistes del protozoo Acanthamoeba castellanii, así como también para coliformes totales y microorganismos estándar de recuento en placa de efluentes cloacales. Las dosis de luz UV-C necesaria para una inactivación del 99,9% de las bacterias vegetativas cultivadas, coliformes totales y microorganismos estándar de recuento de placas fueron del mismo orden. Sin embargo, los virus, las esporas bacterianas y los quistes amebianos requirieron aproximadamente 3 a 4 veces, y de 9 veces a 15 veces, respectivamente, la dosis requerida para E. coli. Aun así, los autores destacan que descubrieron un rango de dosis relativa más estrecho que para la desinfección con cloro de E. coli, virus, esporas y quistes.

Desde otra perspectiva, Sullivan y Conner-Kerr (2000) decidieron comparar las eficacias de inactivación de UV-C entre bacterias y hongos patógenos. La irradiancia calculada en la superficie del dispositivo fue de 15,5 mW/cm2 y se estableció una distancia entre la lámpara y la superficie de 25,4 mm. Tras la exposición a UV-C, se obtuvo una tasa de inactivación del 99,9% a los 5 segundos para las bacterias (P. aeruginosa y Mycobacterium abscessus). Y, por el contrario, se requirieron hasta 30 segundos de tratamiento para obtener una inactivación del 99,9% de los hongos (Candida albicans, Aspergillus fumigatus) probados.