Si la solution contenant le coronavirus est chauffée à environ 72 degrés Celsius pendant environ une demi-seconde, elle peut réduire le titre, ou la quantité de virus dans la solution, de 100000 fois.
Matthew Linguist / Texas A&M Engineering
Arum Han, professeur au Département de génie électrique et informatique de l'Université Texas A&M, et ses collaborateurs ont conçu un système expérimental qui montre l'exposition du SRAS-CoV-2 à une température très élevée, même s'il est appliqué pendant moins d'une seconde, peut être suffisant pour neutraliser le virus afin qu’il ne puisse plus infecter un autre hôte humain.
L'application de chaleur pour neutraliser le COVID-19 a déjà été démontrée, mais dans les études précédentes, les températures étaient appliquées de une à 20 minutes. Cette durée n'est pas une solution pratique, car l'application de chaleur pendant une longue période de temps est à la fois difficile et coûteuse. Han et son équipe ont maintenant démontré qu'un traitement thermique pendant moins d'une seconde inactive complètement le coronavirus - offrant une solution possible pour atténuer la propagation continue du COVID-19, en particulier par le biais d'une transmission aérienne à longue distance.
La Medistar Corporation a approché les dirigeants et les chercheurs du College of Engineering au printemps 2020 pour collaborer et explorer la possibilité d'appliquer de la chaleur pendant une courte période pour tuer le COVID-19. Peu de temps après, Han et son équipe se sont mis au travail et ont construit un système pour étudier la faisabilité d'une telle procédure.
Leur processus fonctionne en chauffant une section d'un tube en acier inoxydable, à travers lequel la solution contenant le coronavirus est exécutée, à une température élevée, puis en refroidissant la section immédiatement après. Cette configuration expérimentale permet au coronavirus qui traverse le tube d'être chauffé uniquement pendant une très courte période de temps. Grâce à ce processus thermique rapide, l'équipe a découvert que le virus était complètement neutralisé en un temps beaucoup plus court qu'on ne le pensait auparavant. Leurs premiers résultats ont été publiés dans les deux mois suivant les expériences de validation de principe.
Han a déclaré que si la solution était chauffée à près de 72 degrés Celsius pendant environ une demi-seconde, elle pouvait réduire le titre du virus, ou la quantité de virus dans la solution, de 100000 fois, ce qui est suffisant pour neutraliser le virus et empêcher la transmission.
Dans leurs travaux futurs, les chercheurs construiront une puce de test à l'échelle microfluidique qui leur permettra de traiter thermiquement les virus pendant des périodes de temps encore plus courtes.
Matthew Linguist / Texas A&M Engineering
«L'impact potentiel est énorme», a déclaré Han. «J'étais curieux de savoir à quel point nous pouvons appliquer des températures élevées en un temps record et de voir si nous pouvons effectivement inactiver le coronavirus par la chaleur en très peu de temps. Et si une telle stratégie de neutralisation des coronavirus basée sur la température fonctionnerait ou non d'un point de vue pratique. Le principal moteur était: «Pouvons-nous faire quelque chose qui puisse atténuer la situation avec le coronavirus?» »
Leurs recherches ont été présentées sur la couverture du numéro de mai de la revue Biotechnology and Bioengineering.
Non seulement ce traitement thermique en moins d'une seconde est une solution plus efficace et pratique pour arrêter la propagation du COVID-19 dans l'air, mais il permet également la mise en œuvre de cette méthode dans les systèmes existants, tels que les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation..
Cela peut également conduire à des applications potentielles avec d'autres virus, tels que le virus de la grippe, qui se propagent également dans l'air. Han et ses collaborateurs s'attendent à ce que cette méthode d'inactivation par la chaleur puisse être largement appliquée et avoir un véritable impact mondial.
"La grippe est moins dangereuse mais s'avère toujours mortelle chaque année, donc si cela peut conduire au développement d'un système de purification de l'air, ce serait une énorme affaire, non seulement avec le coronavirus, mais pour d'autres virus aéroportés en général", a déclaré Han..
Dans leurs travaux futurs, les enquêteurs construiront une puce de test à l'échelle microfluidique qui leur permettra de traiter thermiquement les virus pendant des périodes beaucoup plus courtes, par exemple, des dizaines de millisecondes, dans l'espoir d'identifier une température qui permettra au virus. être inactivé même avec un temps d'exposition aussi court.
Les principaux auteurs des travaux sont des chercheurs postdoctoraux en génie électrique, Yuqian Jiang et Han Zhang. Les autres collaborateurs de ce projet sont le professeur Julian L. Leibowitz et le professeur associé Paul de Figueiredo du Collège de médecine; chercheur postdoctoral biomédical Jose A. Wippold; Jyotsana Gupta, chercheur associé en pathogenèse microbienne et immunologie; et Jing Dai, chercheur assistant en génie électrique.
Ce travail a été soutenu par des subventions de Medistar Corporation. Plusieurs chercheurs de l’équipe du projet ont également bénéficié de subventions de l’Institut national des allergies et des maladies infectieuses des National Institutes of Health.
