Efectos de las ondas electromagnéticas sobre virus patógenos y mecanismos relevantes: una revisión

Virology Journal volumen 19, Número de artículo: 161 (2022) Citar este artículo

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Las infecciones virales patógenas se han convertido en un grave problema de salud pública en todo el mundo. Los virus pueden infectar todos los organismos basados ​​en células y causar diversas lesiones y daños, lo que resulta en enfermedades o incluso la muerte. Con la prevalencia de virus altamente patógenos, como el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2), es urgente desarrollar enfoques eficientes y seguros para inactivar virus patógenos. Los métodos tradicionales de inactivación de virus patógenos son prácticos pero tienen varias limitaciones. Las ondas electromagnéticas, con alta capacidad de penetración, resonancia física y no contaminación, han surgido como una estrategia potencial para inactivar virus patógenos y han llamado cada vez más la atención. Este artículo revisa la literatura reciente sobre los efectos de las ondas electromagnéticas en los virus patógenos y sus mecanismos, así como las aplicaciones prometedoras de las ondas electromagnéticas para inactivar virus patógenos, para proporcionar nuevas ideas y métodos para esta inactivación.

Muchos virus se propagan rápidamente, son duraderos y altamente patógenos, con el potencial de causar pandemias globales y graves peligros para la salud humana. La prevención, detección, inspección, eliminación y tratamiento son pasos críticos para bloquear la propagación viral. La eliminación rápida y eficaz de los virus patógenos incluye la eliminación preventiva, protectora y del sitio de origen. La inactivación de los virus patógenos mediante la destrucción fisiológica para reducir sus capacidades infecciosas, patogénicas y reproductivas es un enfoque poderoso para su eliminación. Los métodos tradicionales, incluidas las altas temperaturas, los agentes químicos y la radiación ionizante, pueden inactivar eficazmente los virus patógenos. Sin embargo, estos métodos siguen estando sujetos a varias limitaciones. Por lo tanto, todavía existe una necesidad urgente de desarrollar estrategias innovadoras para inactivar virus patógenos.

La radiación de ondas electromagnéticas tiene potencial como forma práctica de inactivar virus patógenos debido a su alta capacidad de penetración, calentamiento rápido y homogéneo, resonancia con microorganismos y liberación de plasma [1,2,3]. La capacidad de las ondas electromagnéticas para inactivar virus patógenos se ha demostrado en el siglo pasado [4]. En los últimos años, las aplicaciones de ondas electromagnéticas en la inactivación de virus patógenos han llamado cada vez más la atención. Este artículo revisa los efectos de las ondas electromagnéticas en los virus patógenos y sus mecanismos, lo que podría brindar una guía útil para la investigación básica y aplicada.

Las características morfológicas de los virus pueden reflejar la función, como la supervivencia y la capacidad infecciosa. Se ha demostrado que las ondas electromagnéticas pueden alterar la morfología de los virus, especialmente las ondas electromagnéticas de ultra alta frecuencia (UHF) y extremadamente alta frecuencia (EHF).

El bacteriófago MS2 (MS2) se usa con frecuencia en una variedad de campos de investigación, como la evaluación de la desinfección, el modelado cinético (acuoso) y la caracterización biológica de moléculas virales [5, 6]. Wu descubrió que las microondas de 2450 MHz y 700 W provocaban la agregación y la contracción significativa del fago MS2 transmitido por el agua después de la radiación directa durante 1 minuto [1]. La ruptura de la superficie del fago MS2 también se observó después de una mayor investigación [7]. Kaczmarczyk [8] expuso una suspensión de muestra de coronavirus 229E (CoV-229E) a una onda milimétrica de 95 GHz con una densidad de potencia entre 70 y 100 W/cm2 durante 0,1 s. Se pudieron detectar grandes agujeros en la envoltura esférica rugosa del virus, lo que provocó la pérdida de su contenido. La exposición a ondas electromagnéticas puede ser destructiva para la morfología viral. Sin embargo, los cambios en las propiedades morfológicas, como la forma, el diámetro y la suavidad de la superficie, después de la exposición de un virus a la radiación electromagnética aún no se comprenden bien. Por lo tanto, es importante analizar la relación entre la interrupción de las funciones y características morfológicas, lo que podría proporcionar un indicador valioso y conveniente para evaluar la inactivación del virus [1].

La estructura viral generalmente consta del ácido nucleico interno (ARN o ADN) y la cápside externa. El ácido nucleico determina las propiedades genéticas y de replicación del virus. La cápside, la capa externa de subunidades de proteínas ordenadas regularmente, es la principal estructura de andamiaje y un componente antigénico de la partícula viral y protege los ácidos nucleicos. La mayoría de los virus tienen una estructura de envoltura externa que consta de lípidos y glicoproteínas. Además, las proteínas de la envoltura determinan la especificidad del receptor y actúan como antígenos primarios que el sistema inmunitario del huésped puede reconocer. Una estructura intacta asegura la integridad y la estabilidad genética del virus.

Los estudios han informado que las ondas electromagnéticas, especialmente las ondas electromagnéticas UHF, pueden destruir el ARN de virus patógenos. Wu [1] expuso directamente el virus MS2 transmitido por el agua a microondas de 2450 MHz durante 2 minutos, y los genes codificantes de la proteína A, la proteína de la cápside, la proteína replicasa y la proteína de lisis se analizaron mediante electroforesis en gel y reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa ( RT‒PCR). Estos genes se destruyeron gradualmente con el aumento de la densidad de potencia e incluso desaparecieron en la densidad de potencia más alta. Por ejemplo, la expresión del gen de la proteína A (934 pb) disminuyó obviamente después de la exposición a ondas electromagnéticas de 119 y 385 W, y la expresión se eliminó por completo cuando la densidad de potencia se ajustó a 700 W. Estos datos sugirieron que las ondas electromagnéticas pueden dependiente de la dosis dañan la estructura del ácido nucleico de un virus.

Estudios recientes sugirieron que el efecto de las ondas electromagnéticas en las proteínas virales patógenas se basa predominantemente en sus efectos térmicos indirectos en el medio y su impacto indirecto en la síntesis de proteínas al alterar los ácidos nucleicos [1, 3, 8, 9]. Sin embargo, los efectos no térmicos también podrían alterar la polaridad o la estructura de las proteínas virales [1, 10, 11]. El impacto directo de las ondas electromagnéticas en las proteínas estructurales/no estructurales esenciales, como las proteínas de la cápside, las proteínas de la envoltura o las proteínas de punta de los virus patógenos, aún necesita más investigación. Recientemente, se ha propuesto que 2 min de radiación electromagnética de 2,45 GHz y 700 W podría desnaturalizar la proteína de punta del SARS-CoV-2, que es fundamental para la entrada del SARS-CoV-2 en las células huésped, a través de la formación de puntos calientes y la interacción del campo eléctrico oscilante con diferentes partes de las cargas de proteínas a través de un efecto electromagnético puro [12].

La envoltura de los virus patógenos está íntimamente relacionada con la capacidad infecciosa o patógena. Varios estudios han informado que las ondas electromagnéticas UHF y de súper alta frecuencia (SHF) pueden alterar la envoltura de los virus patógenos. Como se describió anteriormente, se pudieron detectar agujeros obvios en la envoltura viral del coronavirus 229E después de la exposición a una onda milimétrica de 95 GHz a una densidad de potencia entre 70 y 100 W/cm² durante 0,1 s [8]. El efecto de transferencia de energía resonante de las ondas electromagnéticas podría generar suficiente estrés para alterar la estructura de la envoltura viral. Para los virus con envoltura, la infectividad o ciertas actividades generalmente se reducen o se pierden por completo después de la interrupción de la envoltura [13, 14]. Yang [13] expuso directamente el virus de la influenza H3N2 (H3N2) y el virus de la influenza H1N1 (H1N1) a microondas a 8,35 GHz, 320 W/m² y 7 GHz, 308 W/m², respectivamente, durante 15 min. Se realizó RT‒PCR para comparar la señal de ARN del virus patógeno expuesto a ondas electromagnéticas y un modelo fracturado, que se sometió a varios ciclos de congelación en nitrógeno líquido y descongelación inmediata. Los resultados mostraron una excelente concordancia entre las señales de ARN de los dos modelos. Estos resultados sugirieron que la estructura física del virus se rompió y que la estructura de la envoltura se interrumpió después de la exposición a microondas.

La actividad de un virus se puede caracterizar por su capacidad para infectar, replicarse, transcribir, etc. La infectividad o actividad viral generalmente se evalúa midiendo los títulos virales usando un análisis de ensayo de placa cuantitativo, la dosis infecciosa mediana de cultivo de tejidos (TCID50) o la actividad del gen informador de luciferasa. Sin embargo, también se puede evaluar directamente mediante el aislamiento de virus vivos o el análisis de antígenos virales, densidad de partículas virales, tasa de supervivencia viral, etc.

Se ha informado que las ondas electromagnéticas UHF, SHF y EHF pueden inactivar directamente los aerosoles virales o los virus transmitidos por el agua. Wu [1] expuso aerosoles de fago MS2, generados por un dispositivo nebulizador de laboratorio, a ondas electromagnéticas de 2450 MHz y 700 W durante 1,7 min, y la tasa de supervivencia del fago MS2 fue solo del 8,66 %. Al igual que los aerosoles del virus MS2, el 91,3 % del MS2 transmitido por el agua se inactivó dentro de los 1,5 minutos posteriores a la exposición a ondas electromagnéticas a la misma dosis. Además, la capacidad de la radiación electromagnética para inactivar el virus MS2 se asoció positivamente con la densidad de potencia y el tiempo de exposición. Sin embargo, cuando la eficiencia de inactivación alcanzó su máximo, no se pudo mejorar extendiendo el tiempo de exposición o aumentando la densidad de potencia. Por ejemplo, la tasa de supervivencia mínima del virus MS2 estaba entre el 2,65 % y el 4,37 % tras la exposición a ondas electromagnéticas de 2450 MHz y 700 W, y no se pudo detectar ninguna alteración significativa aumentando el tiempo de exposición. Siddharta [3] radió suspensiones de cultivos celulares que contenían el virus de la hepatitis C (VHC)/virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1 (VIH-1) con ondas electromagnéticas a 2450 MHz y 360 W. Encontraron que los títulos del virus se redujeron significativamente después de 3 minutos de exposición , lo que indica que la radiación de ondas electromagnéticas es eficaz contra la infectividad por VHC y VIH-1 y podría contribuir a la prevención de la transmisión del virus incluso en el contexto de coexposición. Cuando se usaron ondas electromagnéticas de baja potencia a 2450 MHz, 90 W o 180 W para irradiar cultivos de células VHC y suspensiones de VIH-1, no hubo alteración en el título del virus según lo determinado por la actividad del gen indicador de luciferasa y no hubo cambios significativos en la infectividad del virus. . Incluso a 600 y 800 W durante 1 minuto, no hubo una pérdida significativa de infectividad para ninguno de los virus, lo que se cree que está relacionado con la potencia de radiación de las ondas electromagnéticas y el tiempo de acción de la temperatura crítica.

Kaczmarczyk [8] demostró por primera vez la letalidad de las ondas electromagnéticas EHF contra virus patógenos transmitidos por el agua en 2021. Expusieron muestras de coronavirus 229E o poliovirus (PV) a ondas electromagnéticas de 95 GHz con densidades de potencia que varían entre 70 y 100 W/cm2 durante 2 s . Allí se inactivaron dos virus patógenos con eficiencias del 99,98 % y 99,375 %, respectivamente, lo que indica que las ondas electromagnéticas EHF son prometedoras en el campo de la inactivación de virus.

La eficiencia de la inactivación de virus mediada por ondas electromagnéticas UHF también se evaluó en diferentes medios, como la leche materna y algunos materiales de uso común en la vida. Los investigadores expusieron máscaras de anestesia contaminadas con adenovirus (ADV), poliovirus tipo 1 (PV-1), herpes virus 1 (HV-1) y rinovirus (RHV) a radiación electromagnética a 2450 MHz y 720 W. Informaron que ADV y PV -1 la detección del antígeno cambió a negativa, y los títulos de HV-1, PIV-3 y RHV se redujeron a cero, lo que indica que todos los virus se inactivaron por completo después de una exposición de más de 4 minutos [15, 16]. Elhafi [17] expuso hisopos contaminados con el virus de la bronquitis infecciosa aviar (IBV), el neumovirus aviar (APV), el virus de la enfermedad de Newcastle (NDV) y el virus de la influenza aviar (AIV) directamente a 2450 MHz, microondas de 900 W durante 20 s, y todos de estos virus perdieron su infectividad. Entre ellos, APV e IBV se probaron más en cultivos de órganos traqueales preparados a partir de embriones de pollo después de cinco pases. Aunque no se pudo aislar el virus, los ácidos nucleicos virales aún eran detectables por RT‒PCR. Ben-Shoshan [18] expuso directamente 15 muestras de leche materna con antígeno positivo para citomegalovirus (CMV) a ondas electromagnéticas a 2450 MHz y 750 W durante 30 s. La detección de antígeno utilizando el método Shell-Vial mostró una inactivación completa de CMV. Sin embargo, no se logró la inactivación completa en 2 de 15 muestras a 500 W, lo que indica una relación positiva entre la eficiencia de inactivación y la potencia de las ondas electromagnéticas.

También cabe destacar que Yang [13] predijo la frecuencia de resonancia entre las ondas electromagnéticas y los virus según el modelo físico establecido. Una suspensión de partículas del virus H3N2 con una densidad de 7,5 × 1014 m−3, generada por células de riñón canino Madin Darby (MDCK) susceptibles al virus, se expuso directamente a ondas electromagnéticas a 8 GHz y 820 W/m² durante 15 min. La tasa de inactivación del virus H3N2 fue de hasta el 100%. Sin embargo, solo el 38% del virus H3N2 se inactivó en el umbral teórico de 82 W/m2, lo que indica que la eficiencia de la inactivación del virus mediada por radiación electromagnética estaba estrechamente relacionada con la densidad de potencia. Con base en este estudio, Barbora [14] calculó el rango de frecuencia resonante (8,5–20 GHz) entre las ondas electromagnéticas y el SARS-CoV-2 y dedujo que la exposición de 7,5 × 1014 m− 3 partículas del virus SARS-CoV-2 a las ondas electromagnéticas las ondas con frecuencias de 10 a 17 GHz y una densidad de potencia de 14,5 ± 1 W/m2 durante aproximadamente 15 min darían como resultado una inactivación del 100 %. Un estudio reciente de Wang [19] aclaró que las frecuencias de resonancia del SARS-CoV-2 son de 4 y 7,5 GHz, lo que confirma la existencia de frecuencias de resonancia independientes del título del virus.

En resumen, las ondas electromagnéticas pueden afectar la actividad de los virus tanto en aerosoles y suspensiones, como en la superficie de los objetos. Se encontró que la eficiencia de inactivación estaba estrechamente relacionada con la frecuencia y la potencia de las ondas electromagnéticas y con el medio utilizado para el crecimiento del virus. Además, las frecuencias electromagnéticas basadas en resonancia física son prominentes en el campo de la inactivación de virus [2, 13]. Hasta ahora, los efectos de las ondas electromagnéticas sobre la actividad de los virus patógenos se han centrado principalmente en la alteración de la capacidad infecciosa. Debido a los complejos mecanismos, pocos estudios han reportado los efectos de las ondas electromagnéticas en la replicación y transcripción de virus patógenos.

Los mecanismos que subyacen a la inactivación de virus por ondas electromagnéticas, que están estrechamente relacionados con el tipo de virus, la frecuencia y potencia de las ondas electromagnéticas y el medio de crecimiento viral, aún no se han explorado en gran medida. Los estudios recientes se han centrado principalmente en los mecanismos de los efectos de transferencia de energía térmica, no térmica y de resonancia estructural.

El efecto térmico se refiere al aumento de temperatura inducido por la rotación, colisión y fricción a alta velocidad de las moléculas polares en los tejidos bajo ondas electromagnéticas. Debido a esta propiedad, las ondas electromagnéticas pueden elevar la temperatura del virus más allá del umbral de tolerancia fisiológica, provocando la muerte viral. Sin embargo, los virus contienen pocas moléculas polares, lo que sugiere que los efectos térmicos directos sobre los virus son raros [1]. En comparación, hay muchas más moléculas polares en el medio y el entorno circundante, como las moléculas de agua, y se mueven de acuerdo con el campo eléctrico alterno excitado por las ondas electromagnéticas para generar calor por fricción. Luego, el calor se transfiere al virus para elevar su temperatura. Cuando se supera el umbral de tolerancia, los ácidos nucleicos y las proteínas se destruyen, lo que finalmente reduce la infectividad o incluso inactiva el virus.

Varios grupos han informado que las ondas electromagnéticas pueden reducir la infectividad de los virus a través de efectos térmicos [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] expuso suspensiones de coronavirus 229E a ondas electromagnéticas a 95 GHz con una densidad de potencia entre 70 y 100 W/cm² durante 0,2–0,7 s. Los resultados revelaron que un aumento de temperatura de 100 °C durante este proceso contribuyó a la destrucción de la morfología del virus y a una reducción de la actividad viral. Estos efectos térmicos podrían atribuirse a los efectos de las ondas electromagnéticas en las moléculas de agua que las rodean. Siddharta [3] sometió suspensiones de cultivos celulares que contenían VHC con diferentes genotipos, incluidos GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a y GT7a, a radiación de ondas electromagnéticas a una frecuencia de 2450 MHz y potencias de 90 W, 180 W, 360 W, 600 W y 800 W. La radiación de ondas electromagnéticas disminuyó la infectividad del virus o lo inactivó por completo cuando la temperatura del medio de cultivo celular aumentó de 26 ℃ a 92 ℃. Sin embargo, cuando el VHC se expuso a ondas electromagnéticas de baja potencia (90 o 180 W durante 3 min) o de mayor potencia durante un período breve (600 u 800 W durante 1 min), no se produjo un aumento evidente de la temperatura ni una alteración significativa. en la infectividad o actividad del virus.

Los resultados anteriores indicaron que el efecto térmico de las ondas electromagnéticas es un factor crítico que afecta la infectividad o actividad de los virus patógenos. Además, numerosos estudios han demostrado que el efecto térmico de la exposición electromagnética produce una mayor eficiencia de inactivación de virus patógenos que la radiación UV-C y el calentamiento convencional [8, 20,21,22,23,24].

Además de los efectos térmicos, las ondas electromagnéticas pueden alterar la polaridad de las moléculas, como las proteínas microbianas y los ácidos nucleicos, y provocar la rotación y vibración de las moléculas, lo que da como resultado una viabilidad reducida o incluso la muerte [10]. Se cree que la rápida conversión de la polaridad de las ondas electromagnéticas podría causar la polarización de las proteínas y provocar la torsión y la flexión de las estructuras de las proteínas, lo que en última instancia provocaría la desnaturalización de las proteínas [11].

Los efectos no térmicos de las ondas electromagnéticas en la inactivación de virus aún son controvertidos, pero la mayoría de los estudios encuentran resultados positivos [1, 25]. Hemos descrito anteriormente que las ondas electromagnéticas pueden penetrar directamente en la proteína de la cubierta externa del virus MS2 y destruir los ácidos nucleicos virales. Además, los aerosoles virales MS2 son mucho más sensibles a las ondas electromagnéticas que el MS2 transmitido por el agua. Debido a las moléculas menos polares, como las moléculas de agua en el entorno circundante de los aerosoles virales MS2, los efectos no térmicos podrían desempeñar un papel fundamental en la inactivación de los virus mediada por ondas electromagnéticas [1].

El fenómeno de resonancia se refiere a la tendencia de un sistema físico a absorber más energía de su entorno en su frecuencia de vibración y longitud de onda naturales. La resonancia ocurre en muchas partes de la naturaleza. Se sabe que los virus resuenan en el modo dipolar acústico confinado con microondas de la misma frecuencia, que es un fenómeno de resonancia [2, 13, 26]. El modo de resonancia de las interacciones entre ondas electromagnéticas y virus ha atraído una atención cada vez mayor. El efecto de transferencia de energía resonante de estructura eficiente (SRET) de ondas electromagnéticas a vibraciones acústicas confinadas (CAV) en virus podría resultar en la fractura de la membrana viral a través de oscilaciones opuestas de núcleo y capa. Además, la eficiencia general de SRET está relacionada con las propiedades del entorno circundante, entre las cuales el tamaño de la partícula del virus y el pH determinan la frecuencia de resonancia y la absorción de energía, respectivamente [2, 13, 19].

El efecto de resonancia física de las ondas electromagnéticas ha desempeñado un papel fundamental en la inactivación de los virus envueltos, que están rodeados por una membrana bicapa incrustada con proteínas virales. Los investigadores encontraron que la inactivación de H3N2 por ondas electromagnéticas con una frecuencia de 6 GHz y una densidad de potencia de 486 W/m² fue causada principalmente por la ruptura física de la envoltura a través del efecto de resonancia [13]. La temperatura de la suspensión de H3N2 aumentó solo 7 °C después de la exposición durante 15 min; sin embargo, la inactivación del virus H3N2 humano por calentamiento térmico requiere una temperatura superior a 55 °C [9]. También se observó un fenómeno similar para virus como el SARS-CoV-2 y el H3N1 [13, 14]. Además, la inactivación de virus por ondas electromagnéticas no provocó la degradación del genoma del ARN viral [1, 13, 14]. Por lo tanto, la resonancia física, pero no los efectos térmicos, contribuyeron a la inactivación del virus H3N2 [13].

En comparación con el efecto térmico de las ondas electromagnéticas, la inactivación de virus por resonancia física requiere parámetros de dosis más bajos, por debajo de los estándares de seguridad de microondas establecidos por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) [2, 13]. La frecuencia resonante y la dosis de potencia se determinaron por las características físicas del virus, como el tamaño de partícula y la elasticidad, y todos los virus ubicados en la frecuencia resonante pudieron ser atacados e inactivados de manera eficiente. Debido a la alta penetración, la falta de radiación ionizante y la buena seguridad, la inactivación de virus mediada por el efecto SRET no térmico es prometedora en el tratamiento de enfermedades malignas humanas causadas por virus patógenos [14, 26].

Las ondas electromagnéticas son altamente efectivas contra los aerosoles de virus basados ​​en la realización de la inactivación de virus en la fase líquida y en las superficies de diferentes medios [1, 26], lo cual es un gran avance y tiene gran importancia para el control de la transmisión de virus y la prevención de social epidemias Además, el descubrimiento de las propiedades de resonancia física de las ondas electromagnéticas es de gran importancia en este campo. Mientras se conozca la frecuencia de resonancia entre un determinado cuerpo viral y las ondas electromagnéticas, todos los virus dentro del rango de frecuencia de resonancia de la herida pueden ser atacados, lo que no es posible con las técnicas tradicionales de inactivación de virus [13, 14, 26]. La inactivación electromagnética de virus es un estudio prospectivo de gran valor y potencial de investigación y aplicación.

En comparación con la tecnología tradicional de eliminación de virus, las ondas electromagnéticas muestran la simplicidad, la alta eficiencia, la practicidad y el respeto por el medio ambiente de matar virus con sus propias características físicas únicas [2, 13]. Sin embargo, todavía hay muchos desafíos. Primero, el conocimiento actual se limita a las propiedades físicas de las ondas electromagnéticas, mientras que los mecanismos de utilización de energía durante la radiación de ondas electromagnéticas no han sido revelados [10, 27]. Las microondas, incluidas las ondas milimétricas, se han utilizado ampliamente para estudiar la inactivación de virus y sus mecanismos; sin embargo, no se han informado investigaciones de ondas electromagnéticas en otras frecuencias, especialmente frecuencias que van desde 100 kHz a 300 MHz y 300 GHz a 10 THz. En segundo lugar, los mecanismos subyacentes a la destrucción de virus patógenos mediada por ondas electromagnéticas no se han definido bien, y SRET se ha investigado solo en virus esféricos y en forma de bastón [2]. Además, las características de los virus, como el pequeño tamaño de las partículas virales, la ausencia de una estructura celular, la fácil mutación y la rápida propagación, podrían impedir la inactivación de los virus. Las tecnologías de ondas electromagnéticas aún deben mejorarse para superar los obstáculos a la inactivación de virus patógenos. Finalmente, la alta absorción de energía de radiación por parte de moléculas polares en el medio, como las moléculas de agua, provoca un desperdicio de energía. Además, la eficiencia de SRET podría verse afectada por varios mecanismos no definidos en los virus [28]. El efecto SRET también podría alterar los virus para adaptarse al medio ambiente, causando resistencia a las ondas electromagnéticas [29].

En el futuro, las tecnologías de inactivación de virus mediada por ondas electromagnéticas necesitan mejoras adicionales. La investigación científica básica debe tener como objetivo aclarar los mecanismos subyacentes a la inactivación de virus mediada por ondas electromagnéticas. Por ejemplo, los mecanismos de utilización de energía durante la exposición de virus a ondas electromagnéticas, los mecanismos detallados de los efectos no térmicos en la eliminación de virus patógenos y los mecanismos del efecto SRET entre ondas electromagnéticas y diferentes tipos de virus deben aclararse sistemáticamente. Los estudios sobre la aplicación deben centrarse en cómo prevenir la absorción excesiva de energía de radiación por moléculas polares, explorar los efectos de las ondas electromagnéticas a diferentes frecuencias en los diversos virus patógenos e investigar el efecto no térmico de las ondas electromagnéticas en la eliminación de virus patógenos.

Las ondas electromagnéticas han surgido como un enfoque prometedor para la inactivación de virus patógenos. La tecnología de ondas electromagnéticas podría superar las limitaciones de la tecnología antivirus tradicional debido a sus excelentes ventajas, que incluyen baja contaminación, bajo costo y alta eficiencia en la inactivación de virus patógenos. Sin embargo, se deben realizar más investigaciones para definir los parámetros de la tecnología de ondas electromagnéticas y aclarar los mecanismos de inactivación viral.

La radiación de ondas electromagnéticas en una dosis específica puede destruir la estructura y la actividad de múltiples virus patógenos. La eficiencia de la inactivación viral está estrechamente relacionada con la frecuencia, la densidad de potencia y el tiempo de exposición. Además, los mecanismos subyacentes incluyen efectos térmicos, efectos no térmicos y efectos de transferencia de energía de resonancia estructural. En comparación con las tecnologías antivirales tradicionales, la inactivación viral basada en ondas electromagnéticas tiene varias ventajas, como la simplicidad, la alta eficiencia y la baja contaminación. Por lo tanto, la inactivación viral mediada por ondas electromagnéticas se ha convertido en una tecnología antiviral prometedora para futuras aplicaciones.

No aplica.

Síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2.

Frecuencia ultra alta.

Frecuencia extremadamente alta.

Bacteriófago MS2.

Coronavirus 229E.

Transcripción inversa-reacción en cadena de la polimerasa.

Superalta frecuencia.

Virus de la gripe H3N2.

Virus de la gripe H1N1.

Dosis infecciosa media del cultivo de tejidos.

Virus de la hepatitis C.

Virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1.

Poliovirus.

Riñón canino Madin Darby.

Adenovirus.

Poliovirus tipo 1.

Virus del herpes 1.

rinovirus.

Virus de la bronquitis infecciosa.

Neumovirus aviar.

Virus de la enfermedad de Newcastle.

Virus de la influenza aviar.

Citomegalovirus.

Transferencia de energía estructura-resonante.

Vibraciones acústicas confinadas.

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Los autores declaran no tener información de financiación.

Instituto de Medicina de Radiación de Beijing, Yard 27, Taiping Road, 100850, Beijing, República Popular China

Yi Xiao, Li Zhao y Ruiyun Peng

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YX escribió el texto principal del manuscrito y LZ y RYP revisaron el manuscrito. Todos los autores leyeron y aprobaron el manuscrito.

Correspondencia a Li Zhao o Ruiyun Peng.

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Los autores declaran que no tienen intereses contrapuestos.

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Reimpresiones y permisos

Xiao, Y., Zhao, L. & Peng, R. Efectos de las ondas electromagnéticas en virus patógenos y mecanismos relevantes: una revisión. Virol J 19, 161 (2022). https://doi.org/10.1186/s12985-022-01889-w

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Recibido: 29 junio 2022

Revisado: 19 de septiembre de 2022

Aceptado: 25 de septiembre de 2022

Publicado: 12 de octubre de 2022

DOI: https://doi.org/10.1186/s12985-022-01889-w

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