Dr. Phil. Nat. Rainer Christoph
Sobre la desinfección de superficies con alcohol etílico para evitar el contagio con el virus SARS-COV2
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Introducción
El virus SARS-COV2, al igual que los virus SARS y MERS, son del orden Nidovirales, familia Corona–viridae, Subfamilia Coronavirinae (Ver Tabla 1), comúnmente denominados como coronavirus.
Grupo | Especies |
α-CoVs | Transmissible gastroenteritis coronavirus (TGEV) Canine coronavirus (CCoV) Porcine respiratory coronavirus (PRCoV) Feline coronavirus (FeCoV) Porcine epidemic diarrhoea coronavirus (PEDV) Human coronavirus 229E (HCoV-229E) Human coronavirus NL63 (HCoV-NL63) |
β-CoVs | Bat coronavirus (BCoV) Porcine hemagglutinating encephalomyelitis virus (HEV) Murine hepatitis virus (MHV) Human coronavirus 4408 (HCoV-4408) Human coronavirus OC43 (HCoV-OC43) Human coronavirus HKU1 (HCoV-HKU1) Severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV), (SARS-CoV2) Middle Eastern respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) |
γ-CoVs | γ-CoVs Avian infectious bronchitis virus (IBV) Turkey coronavirus (TCoV) |
Tabla 1: Organización de las especies CoV species, de acuerdo a Jimenez– Guardeño, Nieto-Torres (1).
Estos virus pueden producir severas afectaciones de la salud de animales y humanos.
En el año 2002, este virus SARS-COV causó una epidemia, produciendo primeras infecciones de humanos en la provincia de Guandong, China, y posteriormente en 26 países. Esta epidemia infectó unas 8000 mil personas en 2003. La tasa de mortalidad ocasionada por este virus (muertes por total de contagiados) fue alta (7-9 %) y causó la muerte registrada de 774 personas.
En el año 2012, aparece el virus MERS-COV, causando 2594 infecciones y 658 muertes registradas, con una tasa de mortalidad muy alta, de 34 %.
A finales del año 2019 aparece el virus SARS-COV2, estrechamente relacionado al SARS-COV. La enfermedad producida por este virus, el COVID-19 tiene una tasa de mortalidad menor que sus antecesores, un 4.1 % a nivel mundial (2), pero su alto grado de contagio lo transforma en una pandemia mundial, con más de 15 millones de contagios y 600 mil muertes registradas hasta julio 2020 (3).
El contagio de los humanos con la enfermedad COVID-19 puede realizarse mediante la inhalación de micro–gotas y aerosoles exhalados por la persona infectada (4) con el virus SARS-COV–2, pero también mediante vectores pasivos, como el contacto directo, o indirecto, con superficies contaminadas de objetos o sustancias carentes de vida, o fómites.
Para reducir el contagio por medio de fómites, la Organización Mundial de Salud (OMS) emitió el 15 de mayo de 2020 una “recomendación interina” la cual enlista una serie de substancias con poder comprobado de desinfectar superficies de objetos potencialmente contaminados (5).
El carácter interino la recomendación realizada por la OMS en mayo 2020, se debe al hecho que, hasta la fecha no hay evidencia experimental directa de contagios vía fómites bajo las condiciones de un ambiente real, en el cual las superficies son rugosas y presentan artefactos como por ejemplo bacterias, hongos, micro- y nano-partículas de una gran variedad de diferentes materiales.
La recomendación de la OMS sin embargo es respaldad por múltiples estudios realizado en condiciones de laboratorio, muy bien resumidos en un artículo de revisión emitido por la Universidad de Bochum, Alemania, a finales de enero 20206, que resume los resultados de múltiples estudios medición de la persistencia (duración de vida de coronavirus en diferentes superficies (ver Fig 2), así como la efectividad obtenida con diferentes desinfectantes, ver Fig 3.
Tipo de superficie | Virus | Tiempo de persistencia |
Acero | MERS-CoV | 48 horas |
Metal | SARS-CoV | 2-8 horas |
Papel | SARS-CoV | 4-5 días |
Vidrio | SARS-CoV | 4 días |
Plástico | SARS-CoV | 5 días |
Silicona | HCoV | 5 días |
Guantes de cirugía (latex) | SARS-CoV | 2 días |
Cerámica | HCoV | 5 días |
Tabla 2. Persistencia de coronavirus en superficies de diferentes materiales (6).
Desinfectante (concentración) | Virus | Tiempo de exposición | Reducción de infectividad viral |
Alcohol etílico (90%) | SARS-CoV | 30 segundos | >300´000 |
Alcohol etílico (80%) | SARS-CoV | 30 segundos | >20’000 |
Alcohol etílico (70%) | HCoV | 30 segundos | >1000 |
Peróxido de hidrógeno (0.5%) | HCoV | 30 segundos | >10’000 |
Hipoclorito de sodio (0.5%) | HCoV |
| <1000 |
Tabla 3. Reducción de infectividad viral de coronavirus de diferentes soluciones acuosas de algunos desinfectantes (6). La mayor reducción de infectividad es obtenida con alcohol etílico en concentraciones relativamente altas (80-90 %).
Entre los desinfectantes recomendados por la OMS se encuentran:
- Alcoholes (alcohol etílico o etanol y alcohol propílico o isopropanol) a concentraciones de 70-90 %.
- Productos basados en cloro, por ejemplo, soluciones de hipoclorito, a concentraciones de 0.1 a 0.5 %
- Peróxido de hidrógeno (comúnmente conocido como agua oxigenada), a concentraciones mayores de 0.5 %
De estas tres propuestas, el alcohol etílico tiene varias ventajas sobre productos de cloro o peróxidos, que se resumen a continuación:
- Mayor reducción de infectividad viral.
- Contrario a los productos de cloro, el alcohol etílico es un antiséptico, apto para el contacto directo con tejidos humanos.
- Propiedades oxidativas relativamente bajas. Contrario al hipoclorito y peróxidos, generalmente no afecta las superficies de contacto.
- Temperatura de ebullición relativamente baja (78.32°C vs 100°C de las soluciones acuosas de cloro y peróxido). Reduce el consumo energético para inducir cambios de fase.
- Contrario a los productos de cloro, el alcohol etílico no deja residuos.
- Producción relativamente fácil, a partir de biomasa y no requiere procesos electroquímicos con infraestructura compleja, como es el caso para los otros dos desinfectantes recomendados.
- Accesibilidad económica (precio igual o menor que agua oxigenada o hipoclorito).
En vista de estas ventajas, nos enfocaremos en el uso del alcohol etílico como desinfectante.
¿Cómo destruye el alcohol etílico al coronavirus?
Los coronavirus poseen una envoltura, compuesta de una doble capa de fosfolípidos, que contiene diferentes proteínas (ver figura 3 a). Esta envoltura puede ser atacada por diferentes agentes antisépticos, incluyendo ácidos grasos contenidos en jabón y soluciones de agua oxigenada, amonio cuaternario, cloruro de cetilpiridinio, clorhexidina y yodopovidona, entre otros.
Para el caso del alcohol etílico, numerosos estudios, realizados tanto en membranas de células animales, así como con diferentes coronavirus, documentan que este agente causa la interdigitación o acoplamiento entre fosfolípidos pertenecientes a capas opuestas. Como consecuencia directa de esta interdigitación, se observa la ruptura de la envoltura, así como el derrame de contenidos (7).
Resumen y conclusiones
El alcohol etílico es un agente apropiado para desinfectar fómitos, incluyendo superficies contaminadas con el virus SARS-COV2, y reducir su concentración por un factor de 10 000 al estar en contacto durante un tiempo de por lo menos 30 segundos y preferiblemente a concentraciones mayores al 70 % (ver tabla 3).
Para la aplicación de alcohol sin embargo hay que tener en cuenta los siguientes puntos:
- Debido a su alta volatilidad, el alcohol etílico se evapora rápidamente, especialmente en regiones de clima cálido.Esto puede conllevar a que no se puedan cumplir los tiempos de contacto requeridos.
- Las moléculas de alcohol son mucho menos polares que las del agua, por lo cual es menos probable que su evaporaciónconlleve a la formación demicro–gotas o aerosoles. En principio, se forma un gas capaz de penetrar en lugares no accesibles para soluciones acuosas de otros desinfectantes.
- El alcohol etílico es un gas de efecto invernadero, con un potencial calentamiento global por pesoaproximadamente2,4 veces mayor que el dióxido de carbono10. El uso masivo de esta substancia, mediante técnicas que permiten su propagación directa a la atmósfera, como por ejemplo el rociado de objetos, inevitablemente dejará una huella ecológica considerable.
Para evitar la evaporación del alcohol etílico durante y después del proceso de desinfección, recomendamos su aplicación en ambiente cerrado. Los objetos a desinfectar se deberán ser introducidos en una cámara desinfectante con tapadera, que provee una atmósfera saturada de alcohol etílico. De esta manera se aseguraría el cumplimiento de los tiempos de exposición y se redujera drásticamente el consumo del desinfectante.
El desarrollo de cámaras desinfectantes en base de alcohol etílico reciclable, es objeto de un desarrollo que actualmente se está realizando por parte del Laboratorio de Nanotecnología de la Universidad Francisco Gavidia.
Bibliografía
1.Schoeman, D. & Fielding, B. C. Coronavirus envelope protein: Current knowledge. Virol. J. 16, 1–22 (2019).
2.Coronavirus Pandemic – Our World in Data. (2020). Available at: https://ourworldindata.org/coronavirus-data-explorer?zoomToSelection=true&time=2020-07-22&cfrMetric=true&totalFreq=true&aligned=true&hideControls=true&smoothing=0&country=OWID_WRL~USA~ITA~BRA~ESP~SWE~DEU~IND~IRN&pickerMetric=location&pickerSort=asc. (Accessed: 22nd July 2020)
3.Worldometer. Coronavirus Cases. Worldometer (2020). Available at: https://www.worldometers.info/coronavirus/. (Accessed: 22nd July 2020)
4.Christoph, R. NOVEDADES SOBRE LOS MECANISMOS DE CONTAGIO DE ENFERMEDADES INFECCIOSAS COMO EL COVID-19 -. Revista Disruptiva UFG (2020). Available at: https://www.disruptiva.media/novedades-sobre-los-mecanismos-de-contagio-de-enfermedades-infecciosas-como-el-covid-19/?fbclid=IwAR1CGlKN47EqYIJtJmPdJotbxkCRv1iEy13LepsIyczaTrLFTsMm-yFY33A. (Accessed: 21st July 2020)
5.World Health Organization(WHO). Cleaning and Disinfection of Environmental Surfaces in the context of COVID-19: Interim guidance. Who 7 (2020).
6.Kampf, G., Todt, D., Pfaender, S. & Steinmann, E. Persistence of coronaviruses on inanimate surfaces and their inactivation with biocidal agents. Journal of Hospital Infection 104, 246–251 (2020).
7.O’Donnell, V. B. et al. Potential Role of Oral Rinses Targeting the Viral Lipid Envelope in SARS-CoV-2 Infection. Function 1, 1–12 (2020).
8.Goldsmith, C. S. et al. Ultrastructural Characterization of SARS Coronavirus. Emerg. Infect. Dis. 10, 320–326 (2004).
9.Bianchi, M. et al. Sars-CoV-2 Envelope and Membrane Proteins: Structural Differences Linked to Virus Characteristics? Biomed Res. Int. 2020, (2020).
10.Kraatz, S., Sinistore, J. C. & Reinemann, D. J. Energy intensity and global warming potential of corn grain ethanol production in Wisconsin (USA). Food Energy Secur. 2, 207–219 (2013).
