Des chercheurs aux États-Unis ont montré que le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) – l’agent qui cause la maladie du coronavirus 2019 (COVID-19) – peut être rendu incapable d’infecter un hôte en l’exposant à un niveau très élevé température pendant moins d’une seconde.
Tel que rapporté dans le journal Biotechnologie et bioingénierie, l’équipe de l’Université Texas A&M a développé un système fluidique simple qui mesure l’inactivation thermique sous-seconde des coronavirus.
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. Crédit d’image: Matthew Linguist / Texas A&M Engineering
Lors de l’enquête sur le traitement thermique du virus de l’hépatite de la souris (MHV) – un modèle de coronavirus largement utilisé – les chercheurs ont découvert que l’exposition à une température de près de 72 ° C pendant une demi-seconde seulement réduisait le titre viral de plus de 100000 fois.
L’application d’une température d’un peu plus de 83 ° C pendant une seconde a réduit le titre viral de plus d’un million de fois et a complètement inactivé le virus.
«Il s’agit de la première étude systématique sur la manière dont un temps de traitement thermique très court à différentes températures influence l’infectivité virale, à travers laquelle nous avons identifié pour la première fois la température minimale et le temps d’exposition requis pour inactiver l’infectivité d’un coronavirus», explique Yuqian Jiang et collègues.
«Cette étude fournit des données essentielles pour le développement de la sous ‐ seconde CoV [coronavirus] des approches d’inactivation thermique, y compris des méthodes pour inactiver efficacement les CoV aéroportés à l’intérieur », ajoute l’équipe.
Sommaire
Méthodes de stérilisation actuellement utilisées
Les principales voies de transmission du SRAS-CoV-2 comprennent le contact avec des surfaces contaminées, la transmission de personne à personne via des gouttelettes qui toussent ou éternuent et la transmission aérienne via des particules d’aérosol.
La stérilisation environnementale et l’inactivation du virus sont essentielles pour prévenir et contrôler la propagation du virus.
Les méthodes actuellement utilisées comprennent l’utilisation de traitements chimiques, l’exposition à l’irradiation UV et les traitements thermiques.
«Le traitement thermique dénature les protéines virales qui composent le virion, rendant le virus incapable d’infecter un hôte», écrivent Jiang et ses collègues.
Par rapport à d’autres méthodes, les avantages significatifs du traitement thermique comprennent le temps de traitement relativement plus court requis, la simplicité et la sécurité de la méthode et le potentiel d’incorporation dans des systèmes existants tels que les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC).
Traitement thermique inférieur à la seconde du coronavirus
Des temps de traitement thermique plus courts sont nécessaires
Des études ont précédemment montré qu’une température de 56 ° C ou plus appliquée pendant quelques minutes peut complètement inactiver le SRAS-CoV-1 et le syndrome respiratoire du Moyen-Orient-CoV (MERS-CoV).
«Cependant, pour que le traitement thermique soit utilisé pour l’inactivation du CoV liquide et aéroporté dans une large gamme de paramètres pratiques, ces méthodes doivent être applicables à un temps de traitement thermique nettement plus court (même si la température elle-même doit être beaucoup plus élevée)», déclare Jiang et l’équipe.
Les méthodes d’essai conventionnelles pour le traitement thermique des CoV impliquent principalement de plonger un tube contenant du CoV dans un bain-marie à température contrôlée.
«De telles méthodes sont valables lorsque le temps de traitement thermique de l’ordre de quelques minutes est testé, mais ne peuvent pas être utilisées pour des tests en secondes ou en moins d’une seconde», écrivent les chercheurs.
Qu’ont fait les chercheurs?
Jiang et ses collègues ont développé un système fluidique simple composé d’un tube capillaire en acier inoxydable immergé dans un bain d’huile à température contrôlée, puis un bain de glace.
Le flux de virus en solution à travers ce système de chauffage et de refroidissement à différentes vitesses permet une exposition très précise aux températures souhaitées pendant la durée souhaitée.
L’équipe a évalué l’exposition à la souche A59 du MHV (5 × 107 PFU [plaque forming unit] par mL) à des températures de bain d’huile allant de 55 à 170 ° C.
Qu’a trouvé l’étude?
Les chercheurs ont constaté qu’une exposition à une température de 71,8 ° C pendant seulement 0,51 seconde était suffisante pour atteindre plus de 5 logdix réduction du titre viral.
De plus, l’application d’une température de 83,4 ° C pendant 1,03 seconde a réduit le titre de plus de 6 logdix et a complètement inactivé le virus.
«Nous avons développé un système expérimental et un protocole qui peuvent effectuer un traitement thermique inférieur à la seconde des coronavirus et identifié les conditions de traitement thermique qui entraînent une inactivation thermique efficace des coronavirus», écrivent Jiang et ses collègues.
Application du système dans des paramètres du monde réel
L’équipe affirme que les applications potentielles des résultats comprennent l’inactivation des virus en suspension dans l’air dans les systèmes de ventilation et la désinfection des réseaux d’égouts.
«Si un filtre dans un système HVAC peut être chauffé à une température élevée, le SARS-CoV-2 dans l’air en circulation peut être efficacement tué rapidement», déclarent Jiang et l’équipe.
Les chercheurs affirment également que, puisque tous les CoV sont contenus dans une enveloppe lipidique qui exprime des protéines similaires, ils s’attendent à ce que les résultats obtenus en utilisant le MHV soient largement applicables aux CoV en général, y compris le SRAS-CoV-1, le SRAS-CoV-2, et MERS ‐ CoV.
En outre, étant donné que de nombreux virus autres que les coronavirus (y compris la dengue, la grippe et la rougeole) expriment également des protéines d’enveloppe, cette méthode de traitement thermique pourrait avoir une grande utilité pour désinfecter de nombreux autres virus d’importance mondiale.
«Étant donné que le traitement thermique est une approche simple, peu coûteuse et efficace pour inactiver les CoV, notre méthode peut être utilisée pour étudier plus avant la sensibilité thermique des virus, ainsi que pour fournir des données critiques qui peuvent être utilisées pour développer des méthodes efficaces d’inactivation de la chaleur par CoV. être largement appliqué à des contextes du monde réel », conclut l’équipe.
La source:
Référence du journal:
- Jiang Y et coll. Inactivation thermique sous-seconde du coronavirus à l’aide d’un modèle de bétacoronavirus. Biotechnologie et bioingénierie, 2021. Doi: https://doi.org/10.1002/bit.27720
