Lorsque la pandémie de COVID-19 est apparue au début de l’année 2020, les rayons ultraviolets sont devenus l’une des méthodes de référence pour prévenir la propagation du virus SRAS-CoV-2, au même titre que les masques, le désinfectant pour les mains et la distanciation sociale.
Le problème : peu de recherches ont montré quel dosage d’UV tue le virus. Quelle longueur d’onde ? Combien de temps ? Et les systèmes UV pouvaient-ils être installés dans des lieux publics tels que les aéroports, les gares routières et les magasins sans causer de dommages à long terme aux personnes ?
Dans une étude récemment publiée, des chercheurs du Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science de l’université de Binghamton répondent à nombre de ces questions et jettent les bases de normes sanitaires sur ce qui offre une véritable désinfection.
L’article, intitulé « Systematic evaluating and modeling of SARS-CoV-2 UVC disinfection » et publié dans Scientific Reports, a été rédigé par le professeur émérite Kaiming Ye, directeur du département d’ingénierie biomédicale, le professeur associé BME Guy German et le professeur BME Sha Jin, ainsi que par Sebastian Freeman, étudiant en doctorat, Zachary Lipsky, PhD ’21, et Karen Kibler du Biodesign Institute de l’Arizona State University.
L’idée de cette recherche est née lorsque la pénurie d’équipements de protection individuelle (EPI) au début de la pandémie a incité Ye, German et des membres du personnel de l’université de Binghamton à construire rapidement des stations de désinfection par UV pour les hôpitaux de la région, afin que les masques N-95 et d’autres articles puissent être réutilisés.
« Il y a beaucoup de recherches sur les doses d’UV dans la littérature scientifique, mais pas de manière systématique« , a déclaré Ye. Lorsque nous avons commencé ce projet, il n’y avait pas vraiment de données ou d’expériences qui avaient été faites parce que la pandémie s’est produite très rapidement« .
Ye et German ont reçu des fonds pour poursuivre leurs recherches grâce à une subvention de 182 728 dollars accordée par la National Science Foundation à la mi-2020. L’équipe de Binghamton a ajouté un rétrovirus similaire au CoV-2 du SRAS à trois milieux différents (un milieu de culture cellulaire, de l’eau et une recréation artificielle de salive humaine) et les a exposés à trois longueurs d’onde différentes dans la gamme des UVC. Les UVC tuent les virus et autres micro-organismes en endommageant leur ADN et leur ARN, qui sont les éléments constitutifs de la vie.
« L’efficacité de la désinfection est fortement influencée par le milieu où se trouve le virus« , a déclaré Ye. « Nous avons utilisé le même dosage, la même intensité lumineuse et les mêmes longueurs d’onde lorsque le virus était en suspension dans la salive, l’eau et un milieu de culture cellulaire, mais l’efficacité était complètement différente. »
Les meilleurs résultats obtenus au cours de l’étude provenaient d’une gamme de 260 à 280 nanomètres, qui est couramment utilisée dans les lampes UVC à LED. Les longueurs d’onde inférieures à 260 nanomètres ne peuvent être déployées que dans des espaces inoccupés, car elles peuvent endommager la peau et les yeux humains.
« Il y a tellement d’entreprises qui prétendent que leurs produits désinfectent complètement et sont complètement sûrs« , a déclaré German. « Cependant, dans cet article, nous démontrons que la lumière UVC lointaine (222 nanomètres) et ordinaire (254 nanomètres) dégrade l’intégrité mécanique de la couche cornée, la couche supérieure de la peau, ce qui augmente la probabilité de fissures. Cela signifie que de méchantes bactéries et d’autres micro-organismes peuvent pénétrer dans votre peau et potentiellement l’infecter.«
Sur la base des résultats de la recherche, Ye et German ont conçu un système de désinfection par lumière LED qui devrait causer moins de dommages à la peau humaine. Ils procèdent à des tests supplémentaires avant de demander un brevet pour ce système.
« Nous attendons les données, puis nous aurons pratiquement terminé. Nous savons que cela va fonctionner« , a déclaré Ye.
L’équipe de Binghamton a également découvert que deux acides aminés (L-tryptophane et L-tyrosine) et une vitamine (niacinamide) absorbent fortement les UVC. Cette découverte pourrait déboucher sur des lotions qui bloqueraient l’exposition et préviendraient les lésions cutanées si la désinfection par UVC devenait plus courante dans les lieux publics.
Ye pense que la partie la plus importante de cette recherche est qu’elle offre une base scientifique pour normaliser et réglementer les revendications des fabricants d’appareils de désinfection par UV.
« Le système que nous avons mis au point peut devenir le modèle pour quiconque souhaite normaliser le dosage« , a-t-il déclaré. « Voilà comment déterminer l’éradication du SARS-CoV-2 à l’aide des UVC – peut-être aussi du SARS-CoV-3, SARS-CoV-4, SARS-CoV-5. Nous espérons ne jamais en arriver là, mais nous devons être prêts. »
Crédit / Université de Binghamton, Université de l’État de New York
Légende image/ Kaiming Ye et Guy German de l’Université de Binghamton, Université d’État de New York, ont mis au point une machine permettant de désinfecter les équipements de protection individuelle tels que les masques.
