Des chercheurs de l’Université de Floride centrale ont mis au point un désinfectant à base de nanoparticules qui peut tuer en continu les virus sur une surface jusqu’à sept jours – une découverte qui pourrait être une arme puissante contre le COVID-19 et d’autres virus pathogènes émergents.
Les résultats, par une équipe multidisciplinaire d’experts en virus et en ingénierie de l’université et du chef d’une entreprise technologique d’Orlando, ont été publiés cette semaine dans ACS Nano, un journal de l’American Chemical Society.
Christina Drake, ancienne élève de l’UCF et fondatrice de Kismet Technologies, a été inspirée pour développer le désinfectant après avoir fait un voyage à l’épicerie au début de la pandémie. Là, elle a vu un travailleur pulvériser du désinfectant sur une poignée de réfrigérateur, puis essuyer immédiatement le spray.
Au départ, ma pensée était de développer un désinfectant à action rapide, mais nous avons parlé aux consommateurs – comme les médecins et les dentistes – pour savoir ce qu’ils attendaient vraiment d’un désinfectant. Ce qui comptait le plus pour eux, c’était quelque chose de durable qui continuerait à désinfecter les zones très touchées comme les poignées de porte et les sols longtemps après l’application. »
Christina Drake, ancienne élève de l’UCF et fondatrice de Kismet Technologies
Drake s’est associé au Dr Sudipta Seal, ingénieur en matériaux de l’UCF et expert en nanosciences, et au Dr Griff Parks, virologue du Collège de médecine qui est également doyen associé de la recherche et directeur de la Burnett School of Biomedical Sciences. Grâce au financement de la National Science Foundation, de Kismet Tech et du Florida High Tech Corridor, les chercheurs ont créé un désinfectant conçu par nanoparticules.
Son ingrédient actif est une nanostructure artificielle appelée oxyde de cérium, connue pour ses propriétés antioxydantes régénérantes. Les nanoparticules d’oxyde de cérium sont modifiées avec de petites quantités d’argent pour les rendre plus puissantes contre les agents pathogènes.
« Cela fonctionne à la fois chimiquement et mécaniquement », a expliqué Seal, qui étudie la nanotechnologie depuis plus de 20 ans. « Les nanoparticules émettent des électrons qui oxydent le virus, le rendant inactif. Mécaniquement, elles s’attachent également au virus et rompent la surface presque comme faire éclater un ballon. »
La plupart des lingettes ou sprays désinfectants désinfectent une surface dans les trois à six minutes suivant l’application, mais n’ont aucun effet résiduel. Cela signifie que les surfaces doivent être essuyées à plusieurs reprises pour rester propres d’un certain nombre de virus comme COVID-19. La formulation de nanoparticules conserve sa capacité à inactiver les microbes et continue à désinfecter une surface jusqu’à sept jours après une seule application.
« Le désinfectant a montré une activité antivirale énorme contre sept virus différents », a expliqué Parks, dont le laboratoire était chargé de tester la formulation contre « un dictionnaire » de virus. « Non seulement il a montré des propriétés antivirales contre le coronavirus et le rhinovirus, mais il s’est également avéré efficace contre un large éventail d’autres virus avec des structures et des complexités différentes. Nous espérons qu’avec cette incroyable capacité de destruction, ce désinfectant sera également un outil efficace contre d’autres nouveaux virus émergents.
Les scientifiques sont convaincus que la solution aura un impact majeur dans les établissements de santé, en particulier en réduisant le taux d’infections nosocomiales – telles que Staphylococcus Aureus résistant à la méthicilline (SARM), Pseudomonas aeruginosa et Clostridium difficile – qui provoquent des infections qui affectent plus plus d’un patient sur 30 admis dans les hôpitaux américains.
Et contrairement à de nombreux désinfectants commerciaux, la formulation ne contient aucun produit chimique nocif, ce qui indique qu’elle pourra être utilisée en toute sécurité sur n’importe quelle surface. Les tests réglementaires d’irritation de la peau et des cellules oculaires, comme l’exige l’Agence américaine de protection de l’environnement, n’ont montré aucun effet nocif.
« De nombreux désinfectants ménagers actuellement disponibles contiennent des produits chimiques qui peuvent être nocifs pour le corps en cas d’exposition répétée », a déclaré Drake. « Notre produit à base de nanoparticules aura une cote de sécurité élevée et jouera un rôle majeur dans la réduction de l’exposition globale aux produits chimiques pour les humains. »
Des recherches supplémentaires sont nécessaires avant que le produit ne puisse être mis sur le marché, c’est pourquoi la prochaine phase de l’étude examinera les performances du désinfectant en dehors du laboratoire dans des applications réelles. Ce travail examinera comment le désinfectant est affecté par des facteurs externes tels que la température ou la lumière du soleil. L’équipe est en pourparlers avec un réseau hospitalier local pour tester le produit dans leurs installations.
« Nous explorons également le développement d’un film semi-permanent pour voir si nous pouvons enduire et sceller le sol d’un hôpital ou les poignées de porte, les zones où vous avez besoin de désinfecter les choses et même avec un contact agressif et persistant », a ajouté Drake.
Seal a rejoint le Département de science et d’ingénierie des matériaux de l’UCF, qui fait partie du Collège d’ingénierie et d’informatique de l’UCF, en 1997. Il est nommé au Collège de médecine et est membre du cluster prothétique de l’UCF Biionix. Il est l’ancien directeur du Nanoscience Technology Center et du Advanced Materials Processing Analysis Center de l’UCF. Il a obtenu son doctorat en génie des matériaux avec une mineure en biochimie de l’Université du Wisconsin et a été boursier postdoctoral au Lawrence Berkeley National Laboratory de l’Université de Californie à Berkeley.
Parks est arrivé à l’UCF en 2014 après 20 ans à la Wake Forest School of Medicine, où il était professeur et président du département de microbiologie et d’immunologie. Il a obtenu son doctorat en biochimie à l’Université du Wisconsin et a été membre de l’American Cancer Society à l’Université Northwestern.
L’étude a été co-écrite par les chercheurs post-doctoraux Candace Fox, du Collège de médecine de l’UCF et Craig Neal du Collège d’ingénierie et d’informatique de l’UCF et des étudiants diplômés, Tamil Sakthivel, Udit Kumar et Yifei Fu du Collège d’ingénierie et d’informatique de l’UCF. .
