Effetti delle onde elettromagnetiche sui virus patogeni e meccanismi rilevanti: una revisione

Virology Journal volume 19, numero articolo: 161 (2022) Citare questo articolo

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Le infezioni virali patogene sono diventate un serio problema di salute pubblica in tutto il mondo. I virus possono infettare tutti gli organismi cellulari e causare lesioni e danni di varia natura, provocando malattie o addirittura la morte. Con la prevalenza di virus altamente patogeni, come la sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2), è urgente sviluppare approcci efficienti e sicuri per inattivare i virus patogeni. I metodi tradizionali per inattivare i virus patogeni sono pratici ma presentano diverse limitazioni. Le onde elettromagnetiche, con elevata capacità di penetrazione, risonanza fisica e non contaminazione, sono emerse come potenziale strategia per inattivare virus patogeni e hanno attirato crescente attenzione. Questo articolo esamina la recente letteratura sugli effetti delle onde elettromagnetiche sui virus patogeni e sui loro meccanismi, nonché le promettenti applicazioni delle onde elettromagnetiche per inattivare i virus patogeni, per fornire nuove idee e metodi per questa inattivazione.

Molti virus sono a rapida diffusione, duraturi e altamente patogeni, con il potenziale di causare pandemie globali e gravi rischi per la salute umana. Prevenzione, rilevamento, ispezione, eliminazione e trattamento sono passaggi fondamentali per bloccare la diffusione virale. L'eliminazione rapida ed efficace dei virus patogeni comprende l'eliminazione preventiva, protettiva e del sito di origine. Inattivare i virus patogeni mediante distruzione fisiologica per ridurre le loro capacità infettive, patogene e riproduttive è un potente approccio alla loro eliminazione. I metodi tradizionali, comprese le alte temperature, gli agenti chimici e le radiazioni ionizzanti, possono inattivare efficacemente i virus patogeni. Tuttavia, questi metodi rimangono soggetti a numerose limitazioni. Pertanto, esiste ancora l’urgente necessità di sviluppare strategie innovative per inattivare i virus patogeni.

La radiazione delle onde elettromagnetiche ha il potenziale come modo pratico per inattivare i virus patogeni grazie alla sua elevata capacità di penetrazione, al riscaldamento rapido e omogeneo, alla risonanza con i microrganismi e al rilascio di plasma [1,2,3]. La capacità delle onde elettromagnetiche di inattivare i virus patogeni è stata dimostrata nel secolo scorso [4]. Negli ultimi anni, le applicazioni delle onde elettromagnetiche nell’inattivazione dei virus patogeni hanno attirato crescente attenzione. Questo articolo esamina gli effetti delle onde elettromagnetiche sui virus patogeni e i loro meccanismi, che potrebbero fornire indicazioni utili sia per la ricerca di base che per quella applicata.

Le caratteristiche morfologiche dei virus possono riflettere la funzione, come la sopravvivenza e la capacità infettiva. È stato dimostrato che le onde elettromagnetiche possono alterare la morfologia dei virus, in particolare le onde elettromagnetiche ad altissima frequenza (UHF) ed estremamente alta (EHF).

Il batteriofago MS2 (MS2) è spesso utilizzato in una varietà di campi di ricerca, come la valutazione della disinfezione, la modellazione cinetica (acquosa) e la caratterizzazione biologica delle molecole virali [5, 6]. Wu ha scoperto che le microonde a 2450 MHz e 700 W causavano l’aggregazione e il restringimento significativo del fago MS2 trasportato dall’acqua dopo la radiazione diretta per 1 minuto [1]. Dopo ulteriori indagini è stata osservata anche la rottura superficiale del fago MS2 [7]. Kaczmarczyk [8] ha esposto una sospensione di campione di coronavirus 229E (CoV-229E) a un’onda millimetrica di 95 GHz con una densità di potenza compresa tra 70 e 100 W/cm2 per 0,1 s. Si potevano rilevare grandi fori sull'involucro sferico ruvido del virus, che causavano la perdita del loro contenuto. L’esposizione alle onde elettromagnetiche può essere distruttiva per la morfologia virale. Tuttavia, i cambiamenti nelle proprietà morfologiche, come forma, diametro e levigatezza della superficie, dopo l’esposizione di un virus alle radiazioni elettromagnetiche non sono ancora ben compresi. Pertanto, è importante analizzare la relazione tra l’alterazione delle caratteristiche e delle funzioni morfologiche, che potrebbe fornire un indicatore prezioso e conveniente per valutare l’inattivazione del virus [1].