Los científicos apuntan el potencial de los colutorios para reducir la transmisión del SARS-CoV-2

Un grupo de científicos de distintas disciplinas ha revisado la investigación científica en el ámbito del lavado bucal con objeto de valorar el potencial de algunos compuestos que se utilizan en colutorios para reducir la transmisión del SARS-CoV-2 en las primeras etapas de la infección. Los resultados han sido publicados en la revista de fisiología Function.

Entre los participantes se encuentra el virólogo Albert Bosch, catedrático de la Facultad de Biología de la UB y presidente de la Sociedad Española de Virología, además de especialistas en lípidos, microbicidas y expertos en salud de las universidades de Cardiff, Nottingham, Colorado, Ottawa y Cambridge. También ha participado la industria facilitando información sobre la formulación de los colutorios.

El SARS-CoV-2 es un virus envuelto en una membrana de grasa lipídica. Una de las estrategias que han planteado los científicos para inactivar el virus en la garganta es dañar esa membrana. Estudios previos han mostrado que los agentes que hay habitualmente en los colutorios bucales, como cantidades bajas de etanol, povidona yodada y cloruro de cetilpiridinio, podrían degradar las membranas lipídicas que rodean los virus.

En este trabajo, los investigadores han evaluado las formulaciones de colutorios existentes para determinar su capacidad potencial de actuar sobre los lípidos del SARS-CoV-2-y han sugerido el estudio clínico de algunos compuestos. Según los autores, la investigación publicada hasta ahora sobre virus envueltos, incluidos los coronavirus, refuerza la idea de que hace falta más investigación sobre si el lavado oral podría considerarse una forma de reducir la transmisión del SARS-CoV-2.

La investigación para determinar el potencial de este enfoque podría incluir la evaluación de fórmulas ya existentes o diseñadas a medida en el laboratorio. En cualquier caso, ya sería posible llevar a cabo ensayos con algunos de los productos existentes en el mercado.

Algunos estudios clínicos apuntan que los colutorios contienen suficientes productos viricidas que son efectivos para actuar contra los lípidos de los virus con envoltura. Faltaría determinar si también lo son contra la membrana del SARS-CoV-2. Los investigadores destacan la necesidad de desarrollar este tipo de investigación de modo urgente. «Habría que comprobar si mimetizando los tiempos y las condiciones de los gargarismos con productos que contienen una serie de componentes con actividad viricida se inactiva realmente el virus SARS-CoV-2», señala Bosch. «Sin embargo —continúa el investigador—, mantener la distancia social y establecer barreras contra la transmisión, como el uso de mascarillas y guantes, en determinadas condiciones, sigue siendo el método más efectivo para frenar la propagación del virus». (Fuente: U. Barcelona)

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Científicos construyen un dispositivo de computación cuántica usando fibras de próxima generación

Mientras empresas como Google o IBM ya están construyendo los primeros prototipos de computadores cuánticos, con tecnología de frontera, capaces de procesar millones de datos por segundo, un equipo multidisciplinario creó un dispositivo de bajo costo pero con tremendas prestaciones en óptica, así como para la computación cuántica basada en dispositivos ópticos.

“Tenemos un dispositivo eficiente, que es fabricado explorando un diseño más moderno para fibras ópticas de próxima generación. Debido a la simpleza que tiene este dispositivo buscará ser un hito en el área de óptica aplicada como: comunicación, computación y metrología (mediciones de fenómenos físicos de alta precisión)”, señala Jaime Cariñe, investigador del Instituto Milenio de Óptica MIRO (Chile).

El potencial de este aparato es sorprendente, su nombre es ‘Multiport Beam Splitter’ (‘Divisor de Luz multipuerto’), no es un computador cuántico propiamente tal, “sino que un dispositivo que podría ser una de sus partes, su función es establecer las conexiones con una gran capacidad de cálculo”, así lo explica el también académico de la Universidad Católica de la Santísima Concepción.

La creación del dispositivo abre posibilidades de uso en distintas áreas, una de ellas es la seguridad informática. “Ees capaz de generar de proteger archivos como datos, claves y vídeos, brindándoles seguridad incondicional entregada por las propiedades de la mecánica cuántica. Lo anterior va en ayuda directa de la realización de transacciones de alta confiabilidad donde se requiere la inviolabilidad de las claves”, comenta Cariñe.

Computación cuántica. (Foto: UDEC)

Para Gustavo Lima, director de la investigación, académico del Departamento de Física y Matemáticas de la Universidad de Concepción e investigador adjunto de MIRO, las aplicaciones de este dispositivos son transversales en óptica aplicada. “Tiene directas implicaciones a loterías y empresas de juegos online. La ventaja es que la privacidad de los números generados es garantizada por los fundamentos de la mecánica cuántica”, dice, por lo que “tenemos patentes en preparación para equipos de lotería basados en estos equipos”.

“El descubrimiento fue posible gracias a un esfuerzo de varios años, donde intentamos buscar métodos prácticos para aprovechar mejor el carácter multidimensional de la luz para el procesamiento de la información, ya que, queríamos concentrar esta plataforma con la actual infraestructura de telecomunicaciones”, comenta Stephen Walborn, miembro de MIRO y profesor del Departamento de Física y Matemáticas de la Universidad de Concepción.

En el trabajo participaron, además de los doctores Lima, Cariñe y Walborn, Aldo Delgado, Nayda Guerrero, Tania García y Luciano Pereira de la Universidad de Concepción; Gustavo Cañas, de la Universidad del Bío-Bío y Miguel Solís Prosser de la Universidad de la Frontera. Como co-autores internacionales se suman Guilherme Xavier, de la Linköpings Universitet de Suecia; Paul Skrzypczyk, de la Universidad de Bristol en Inglaterra; e Ivan Supic y Daniel Cavalcanti, del ICFO (Instituto de Ciencias Fotónicas), España. (Fuente: UDEC/DICYT)

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Científicos del CSIC proponen una explicación a la propiedad superconductora del grafeno

Un equipo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) (España) propone una explicación teórica a por qué el grafeno bicapa girado con el llamado ángulo “mágico” se comporta como un material superconductor no convencional mostrando, además, propiedades metálicas anómalas. Los autores del trabajo plantean que dicho comportamiento sería fruto de la propia interacción entre los electrones, en lugar del mecanismo habitual de interacción con las vibraciones elásticas de la red cristalina. Las conclusiones del estudio, que se publica en la revista Physical Review Letters, podrían ayudar, entre otras aplicaciones, en la mejora del diseño de la estructura de este material y con ello facilitar un transporte de energía eléctrica sin pérdidas.

En 2018 se descubrió que el grafeno adquiere propiedades electrónicas no convencionales cuando dos láminas de este material se giran con un ángulo de rotación de 1,1 grados entre ellas, dotándole de características que poseen ciertos materiales superconductores. “Como señalaron entonces los autores del descubrimiento experimental de este fenómeno, se desconocía el mecanismo por el que el grafeno se comportaba de esta manera. Contar con una explicación teórica del fenómeno es importante porque puede llevar a nuevos diseños”, subraya José González, científico del CSIC en el Instituto de Estructura de la Materia.

La propuesta de los científicos del CSIC explicaría por qué el grafeno bicapa girado se convierte en un strange metal y pasa a un estado electrónico anómalo, que se observa también en los óxidos de cobre superconductores de alta temperatura. “Hasta ahora, dicho estado requería de materiales de cierta complejidad pero aquí se reemplaza por la complejidad estructural de las bicapas de grafeno rígidas, donde solo interviene el carbono”, señala Tobias Stauber, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid. Para llegar a esta conclusión, el equipo ha profundizado en por qué a temperaturas superiores en las que desaparece la superconductividad, es decir, cuando se recupera el estado metálico que no es superconductor, aparece una fase metálica no convencional o de strange metal. Los resultados, apuntan los científicos, podrían ayudar a entender la física de los materiales superconductores de alta temperatura, uno de los mayores desafíos de la física teórica desde su descubrimiento hace más de 30 años, dadas las similitudes.

Grafeno. (Foto: CSIC)

El diseño experimental original del material bidimensional de grafeno se realizó a bajas temperaturas (a unos -272 °C) pero, como comentan los físicos, es susceptible de ser modificado de muchas maneras. “Por ejemplo, existe la esperanza de emplear sistemas de tres o más capas de grafeno o de otros materiales bidimensionales que puedan encontrar superconductividad a diferentes temperaturas. Para ello es imprescindible contar con construcciones teóricas como la nuestra”, añaden los investigadores.

La aplicación de las conclusiones de este estudio podría solucionar la limitación física básica de la computación analógica, que viene dada por la gestión eficiente de la transferencia de calor. Así la electrónica superconductora permitiría una mayor miniaturización de los circuitos pero también reduciría el consumo de energía, un factor cada vez más importante para ahorrar energía. (Fuente: CSIC/DICYT)

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Científicos están desarrollando test rápidos para la detección de COVID-19 en Brasil

Científicos del estado de São Paulo, en Brasil, están desarrollando test rápidos y baratos con miras a expandir la capacidad de diagnosticar el COVID-19. Se trata de iniciativas en las cuales se aplican distintas estrategias tendientes a detectar el virus o los anticuerpos que el organismo genera para combatirlo. El objetivo consiste en determinar con precisión quiénes están infectados y también quiénes ya han padecido la enfermedad, aun cuando haya sido de manera asintomática, y que teóricamente estarían inmunizados.

Algunas de estas iniciativas de test rápidos para el nuevo coronavirus (SARS-CoV-2) consituyen despliegues de investigaciones anteriores destinadas a la detección de infecciones causadas por zika, dengue u otras enfermedades virales y que ahora son objeto de nuevos modelados para la detección de COVID-19.

“Debemos tener en cuenta que la epidemia se extenderá aún durante algún tiempo más. Es posible que haya otras oleadas de infección y por eso resulta esencial contar con distintos tipos de pruebas para recabar datos epidemiológicos y también para planificar medidas de aislamiento social y autorizar a las personas para que trabajen. Al expandir el testeo, es posible detectar casos leves y graves y saber quiénes están curados, aparte de identificar a quienes ya se han infectado y no saben que padecieron la enfermedad”, dice Edison Durigon, docente del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad de São Paulo (ICB-USP), quien ha llevado adelante diversas investigaciones relacionadas con el nuevo coronavirus.

En el ICB-USP, investigadores están desarrollando test de tira (cintas similares a las del test de embarazo) para detectar en 15 minutos si el virus causante del COVID-19 se encuentra en la secreción de la nariz o de la garganta de las personas. Este estudio fue aprobado por la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo – FAPESP en el marco del pliego intitulado Suplementos de Rápida Implementación Contra el COVID-19, emitido con el objetivo de agilizar la financiación de estudios que ayuden a combatir la pandemia.

La investigación se encuentra en fase avanzada y los test estarán listos ahora en mayo. Todos los insumos necesarios, tales como los antígenos del virus y los anticuerpos, están desarrollándose en el propio laboratorio de la USP, sin necesidad por ello de importar reactivos durante este período de gran demanda en todos los países del mundo.

Test de coronavirus. (Foto: DICYT)

“Logramos aislar el virus del paciente número 1 en Brasil y producir en laboratorio tres proteínas de superficie que permiten detectar la presencia del patógeno en test de este tipo. Actualmente, el estudio se encuentra en la fase de inoculación de esas proteínas a animales de laboratorio (ratas, conejos y cabras) para obtener la cantidad de suero suficiente como para producir los primeros test rápidos”, dice Durigon, uno de los coordinadores de la investigación.

De acuerdo con el científico, el desarrollo de test para COVID-19 sigue la misma línea de investigación y la misma metodología que se aplicaron durante la epidemia de zika. “El desarrollo de este test surgió basado en todo el conocimiento que generamos en investigaciones anteriores realizadas con el virus del Zika, cuando fue posible también aislar el virus, producir la proteína y desarrollar los test”, dice.

Durigon remarca que, con las proteínas desarrolladas en el laboratorio, en el futuro será posible desarrollar pruebas que detecten los anticuerpos y, por ende, si el sistema inmunológico de las personas está reaccionando a la infección causada por el virus. “Pero preferimos desarrollar en este momento de la epidemia pruebas que efectúen el diagnóstico en 15 minutos. Con este método no es necesario esperar que la persona produzca los anticuerpos, sino que es posible detectar la presencia del virus circulante”, dice.

En el Centro de Desarrollo de Materiales Funcionales (CDMF) –un Centro de Investigación, Innovación y Difusión (CEPID) apoyado por la FAPESP en la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar)– se está elaborando un sensor electroquímico para la detección de la infección provocada por el SARS-CoV-2 también durante los primeros días de la enfermedad.

Mediante este abordaje, se emplea un sensor electroquímico con nanopartículas de óxido de zinc para detectar la proteína recombinante del nuevo coronavirus en las secreciones de la garganta o de la nariz de los individuos posiblemente infectados.

“Al aplicar esta estrategia, será posible detectar la presencia del virus circulante desde el comienzo de la infección. Esto es importante para el control de la pandemia, pues se trata de un test rápido con el que se pueden identificar casos iniciales de la enfermedad y casos asintomáticos”, dice Talita Mazon, coordinadora del estudio e investigadora del Centro de Tecnología de la Información Renato Archer, con sede en la ciudad de Campinas.

De acuerdo con Mazon, este método comprende la utilización de una plaqueta de circuito impreso –presente en la mayoría de los aparatos electrónicos– con nanoestructuras de óxido de zinc que sirven para inmovilizar a los anticuerpos contra las proteínas S1 y S2, presentes en la espícula (la corona) del nuevo coronavirus.

“Estamos adaptando el método que desarrollamos para el zika y el dengue para la detección de la proteína recombinante del SARS-CoV-2 [proteínas virales producidas en laboratorio] vía anticuerpos inmovilizados en las nanoestructuras. Simultáneamente, estamos entablando una colaboración con el grupo de investigadores de la Universidad de Campinas [Unicamp] que aisló el virus en laboratorio para modificar la base sensora con modelos del tamaño y de la forma del virus, para efectuar la detección directa del patógeno. De esta forma, el test rápido sería totalmente brasileño, pues no necesitaríamos esperar la importación de anticuerpos desde laboratorios extranjeros”, declaró Mazon.

En 15 minutos y con tan solo una gota de la secreción de la garganta del paciente, es posible detectar la presencia de la molécula viral representada en gráficos obtenidos mediante el empleo de un aparato portátil y exhibidos en una aplicación de teléfono celular. “Estamos iniciando conversaciones con la industria para la producción a gran escala. Si todo marcha bien, creo que en tres meses será posible contar con los sensores”, dice.

En otra iniciativa que se lleva adelante en la Universidade Estadual Paulista (Unesp), en su campus de la localidad de Botucatu, se aplica una estrategia con nanopartículas de oro para detectar en 15 minutos la presencia de anticuerpos referentes al nuevo coronavirus en la saliva u otra secreción del paciente.

“Estamos desarrollando el mismo tipo de prueba rápida que el Ministerio de Salud de Brasil tuvo que importar recientemente. Como tenemos experiencia con ese tipo de test para otras enfermedades, tales como el dengue, el moquillo canino y, más recientemente, con el circovirus porcino, estamos adaptando esta metodología al nuevo coronavirus”, dice João Pessoa Araújo Júnior, investigador del Instituto de Biociencias de Botucatu (IBB) de la Unesp.

Para desarrollar las pruebas, el grupo tuvo que importar los anticuerpos de tipo inmunoglobulina G (IgG) e inmunoglobulina M (IgM), proteínas producidas por las células de defensa del cuerpo humano para combatir el SARS-CoV-2. Este método consiste en el empleo de una tira de papel cromatográfico con nanopartículas de oro recubiertas por anticuerpos específicos contra el nuevo coronavirus. Cuando una punta de la tira entra en contacto con la secreción del paciente, en caso de que la misma tenga el virus o en presencia de IgG o IgM, estas se unen a los anticuerpos específicos provocando un cambio de color visible en la línea de test.

Por tratarse de nanoestructuras, el valor del material no pesaría tanto en el costo final del producto. De acuerdo con las estimaciones para los kits de test para dengue –desarrollados por el mismo grupo de investigadores–, la producción saldría por unos 4 reales la unidad. Sin embargo, para los test del dengue no fue necesario importar anticuerpos.

“Este test es una especie de tres en uno, ya que permite saber si el paciente aún no ha sido infectado, si padece la enfermedad en ese momento o si ya la tuvo en el pasado. Sucede que los anticuerpos de tipo IgM se generan durante la fase aguda de la infección, y los de tipo IgG aparecen después de que el individuo se encuentra teóricamente inmunizado”, dice Valber Pedrosa, investigador del IBB-Unesp .

De acuerdo con el investigador, los test rápidos permiten tener una real dimensión de la epidemia. “Son importantes, pues en Brasil estamos contando únicamente los casos positivos de pacientes internados en hospitales. Pero también es necesario conocer la cantidad de casos asintomáticos y cuántos están inmunizados, para poder planificar con bases firmes el fin de las cuarentenas y de las acciones tendientes al enfrentamiento de posibles nuevas oleadas de la epidemia”, dijo.

El grupo de investigadores del ICB-USP está desarrollando otro tipo de testeo cuyo resultado sale en cuatro horas y debe realizarse en hospitales o centros de análisis clínicos. Se trata de una metodología conocida como ELISA (ensayo por inmunoabsorción ligado a enzimas, por sus siglas en inglés), un test serológico que se aplica para detectar los anticuerpos IgG y IgM y cuya principal ventaja consiste en que no requiere de aparatos demasiado sofisticados.

“La metodología de prueba ELISA permite saber en qué momento de la enfermedad se encuentra el individuo: si está infectado, si ya posee anticuerpos o si ya fue infectado alguna vez en la vida. Este test será sumamente útil durante una próxima fase de la epidemia, pues identifica a las personas que ya se infectaron y no saben que tuvieron la enfermedad”, explica Durigon.

Aparte de los test rápidos para COVID-19 y ELISA, que se encuentran en desarrollo, existe también una técnica de RT-PCR (las siglas en inglés de reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real), el método que cuenta con el aval de la Organización Mundial de la Salud (OMS), mediante el cual se detecta el ARN del virus circulante en el organismo del individuo infectado.

Su resultado, considerado como el patrón oro de las pruebas para COVID-19, pues posee una mayor precisión, sale en unas 12 horas. En Brasil este testeo ha venido aplicándose únicamente en casos graves. (Fuente: AGENCIA FAPESP/DICYT)

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