Efektet e valëve elektromagnetike në viruset patogjene dhe mekanizmat e lidhur me to: një përmbledhje në Journal of Virology

Infeksionet virale patogjene janë bërë një problem i madh i shëndetit publik në mbarë botën. Viruset mund të infektojnë të gjithë organizmat qelizorë dhe të shkaktojnë shkallë të ndryshme të lëndimeve dhe dëmtimeve, duke çuar në sëmundje dhe madje edhe në vdekje. Me përhapjen e viruseve shumë patogjene, siç është koronavirusi 2 i sindromës së rëndë akute të frymëmarrjes (SARS-CoV-2), ekziston një nevojë urgjente për të zhvilluar metoda efektive dhe të sigurta për të çaktivizuar viruset patogjene. Metodat tradicionale për çaktivizimin e viruseve patogjene janë praktike, por kanë disa kufizime. Me karakteristikat e fuqisë së lartë depërtuese, rezonancës fizike dhe mungesës së ndotjes, valët elektromagnetike janë bërë një strategji e mundshme për çaktivizimin e viruseve patogjene dhe po tërheqin vëmendje gjithnjë e më të madhe. Ky artikull ofron një përmbledhje të botimeve të fundit mbi ndikimin e valëve elektromagnetike në viruset patogjene dhe mekanizmat e tyre, si dhe perspektivat për përdorimin e valëve elektromagnetike për çaktivizimin e viruseve patogjene, si dhe ide dhe metoda të reja për një çaktivizim të tillë.
Shumë viruse përhapen me shpejtësi, vazhdojnë për një kohë të gjatë, janë shumë patogjene dhe mund të shkaktojnë epidemi globale dhe rreziqe serioze shëndetësore. Parandalimi, zbulimi, testimi, zhdukja dhe trajtimi janë hapa kyç për të ndaluar përhapjen e virusit. Eliminimi i shpejtë dhe efikas i viruseve patogjene përfshin eliminimin profilaktik, mbrojtës dhe të burimit. Inaktivizimi i viruseve patogjene me anë të shkatërrimit fiziologjik për të zvogëluar infektivitetin, patogjenitetin dhe kapacitetin riprodhues të tyre është një metodë efektive e eliminimit të tyre. Metodat tradicionale, duke përfshirë temperaturën e lartë, kimikatet dhe rrezatimin jonizues, mund të inaktivizojnë në mënyrë efektive viruset patogjene. Megjithatë, këto metoda kanë ende disa kufizime. Prandaj, ende ekziston një nevojë urgjente për të zhvilluar strategji inovative për inaktivizimin e viruseve patogjene.
Emetimi i valëve elektromagnetike ka avantazhet e fuqisë së lartë depërtuese, ngrohjes së shpejtë dhe uniforme, rezonancës me mikroorganizmat dhe çlirimit të plazmës, dhe pritet të bëhet një metodë praktike për inaktivizimin e viruseve patogjene [1,2,3]. Aftësia e valëve elektromagnetike për të inaktivizuar viruset patogjene u demonstrua në shekullin e kaluar [4]. Në vitet e fundit, përdorimi i valëve elektromagnetike për inaktivizimin e viruseve patogjene ka tërhequr vëmendje gjithnjë e më të madhe. Ky artikull diskuton efektin e valëve elektromagnetike në viruset patogjene dhe mekanizmat e tyre, të cilat mund të shërbejnë si një udhëzues i dobishëm për kërkime bazë dhe të aplikuara.
Karakteristikat morfologjike të viruseve mund të pasqyrojnë funksione të tilla si mbijetesa dhe infektiviteti. Është demonstruar se valët elektromagnetike, veçanërisht valët elektromagnetike me frekuencë ultra të lartë (UHF) dhe frekuencë ultra të lartë (EHF), mund të prishin morfologjinë e viruseve.
Bakteriofagu MS2 (MS2) përdoret shpesh në fusha të ndryshme kërkimore, të tilla si vlerësimi i dezinfektimit, modelimi kinetik (ujor) dhe karakterizimi biologjik i molekulave virale [5, 6]. Wu zbuloi se mikrovalët në 2450 MHz dhe 700 W shkaktuan agregim dhe tkurrje të konsiderueshme të fagëve ujorë MS2 pas 1 minute rrezatim të drejtpërdrejtë [1]. Pas hetimeve të mëtejshme, u vu re gjithashtu një çarje në sipërfaqen e fagut MS2 [7]. Kaczmarczyk [8] ekspozoi pezullime të mostrave të koronavirusit 229E (CoV-229E) në valë milimetrike me një frekuencë prej 95 GHz dhe një dendësi fuqie prej 70 deri në 100 W/cm2 për 0.1 s. Vrima të mëdha mund të gjenden në guaskën e ashpër sferike të virusit, gjë që çon në humbjen e përmbajtjes së tij. Ekspozimi ndaj valëve elektromagnetike mund të jetë shkatërrues për format virale. Megjithatë, ndryshimet në vetitë morfologjike, të tilla si forma, diametri dhe lëmimi i sipërfaqes, pas ekspozimit ndaj virusit me rrezatim elektromagnetik janë të panjohura. Prandaj, është e rëndësishme të analizohet marrëdhënia midis karakteristikave morfologjike dhe çrregullimeve funksionale, të cilat mund të ofrojnë tregues të vlefshëm dhe të përshtatshëm për vlerësimin e inaktivizimit të virusit [1].
Struktura virale zakonisht përbëhet nga një acid nukleik i brendshëm (ARN ose ADN) dhe një kapsid i jashtëm. Acidet nukleike përcaktojnë vetitë gjenetike dhe të replikimit të viruseve. Kapsidi është shtresa e jashtme e nënnjësive proteinike të rregulluara rregullisht, skela bazë dhe përbërësi antigjenik i grimcave virale, dhe gjithashtu mbron acidet nukleike. Shumica e viruseve kanë një strukturë mbështjellëse të përbërë nga lipide dhe glikoproteina. Përveç kësaj, proteinat mbështjellëse përcaktojnë specifikën e receptorëve dhe shërbejnë si antigjenet kryesore që sistemi imunitar i strehuesit mund të njohë. Struktura e plotë siguron integritetin dhe stabilitetin gjenetik të virusit.
Hulumtimet kanë treguar se valët elektromagnetike, veçanërisht valët elektromagnetike UHF, mund të dëmtojnë ARN-në e viruseve që shkaktojnë sëmundje. Wu [1] ekspozoi drejtpërdrejt mjedisin ujor të virusit MS2 në mikrovalë 2450 MHz për 2 minuta dhe analizoi gjenet që kodojnë proteinën A, proteinën kapsidë, proteinën replikazë dhe proteinën e copëtimit me anë të elektroforezës në xhel dhe reaksionit zinxhir të polimerazës së transkriptimit të kundërt. RT-PCR). Këto gjene u shkatërruan në mënyrë progresive me rritjen e dendësisë së fuqisë dhe madje u zhdukën në dendësinë më të lartë të fuqisë. Për shembull, shprehja e gjenit të proteinës A (934 bp) u ul ndjeshëm pas ekspozimit ndaj valëve elektromagnetike me një fuqi prej 119 dhe 385 W dhe u zhduk plotësisht kur dendësia e fuqisë u rrit në 700 W. Këto të dhëna tregojnë se valët elektromagnetike, në varësi të dozës, mund të shkatërrojnë strukturën e acideve nukleike të viruseve.
Studimet e fundit kanë treguar se efekti i valëve elektromagnetike në proteinat virale patogjene bazohet kryesisht në efektin e tyre termik indirekt në ndërmjetësues dhe efektin e tyre indirekt në sintezën e proteinave për shkak të shkatërrimit të acideve nukleike [1, 3, 8, 9]. Megjithatë, efektet atermike mund të ndryshojnë gjithashtu polaritetin ose strukturën e proteinave virale [1, 10, 11]. Efekti i drejtpërdrejtë i valëve elektromagnetike në proteinat themelore strukturore/jostrukturore, siç janë proteinat e kapsidës, proteinat e zarfit ose proteinat majë të viruseve patogjene, kërkon ende studime të mëtejshme. Kohët e fundit është sugjeruar që 2 minuta rrezatim elektromagnetik në një frekuencë prej 2.45 GHz me një fuqi prej 700 W mund të bashkëveprojnë me fraksione të ndryshme të ngarkesave të proteinave përmes formimit të pikave të nxehta dhe fushave elektrike osciluese përmes efekteve thjesht elektromagnetike [12].
Mbështjellësi i një virusi patogjen është i lidhur ngushtë me aftësinë e tij për të infektuar ose shkaktuar sëmundje. Disa studime kanë raportuar se valët elektromagnetike UHF dhe mikrovalë mund të shkatërrojnë mbështjellësit e viruseve që shkaktojnë sëmundje. Siç u përmend më sipër, vrima të dallueshme mund të zbulohen në mbështjellësin viral të koronavirusit 229E pas ekspozimit prej 0.1 sekonde ndaj valës milimetrike 95 GHz në një dendësi fuqie prej 70 deri në 100 W/cm2 [8]. Efekti i transferimit rezonant të energjisë së valëve elektromagnetike mund të shkaktojë stres të mjaftueshëm për të shkatërruar strukturën e mbështjellësit të virusit. Për viruset e mbështjellë, pas këputjes së mbështjellësit, infektiviteti ose ndonjë aktivitet zakonisht zvogëlohet ose humbet plotësisht [13, 14]. Yang [13] ekspozoi virusin e influencës H3N2 (H3N2) dhe virusin e influencës H1N1 (H1N1) ndaj mikrovalëve në 8.35 GHz, 320 W/m² dhe 7 GHz, 308 W/m², përkatësisht, për 15 minuta. Për të krahasuar sinjalet e ARN-së të viruseve patogjene të ekspozuara ndaj valëve elektromagnetike dhe një modeli të fragmentuar të ngrirë dhe të shkrirë menjëherë në azot të lëngshëm për disa cikle, u krye RT-PCR. Rezultatet treguan se sinjalet e ARN-së të dy modeleve janë shumë konsistente. Këto rezultate tregojnë se struktura fizike e virusit është e ndërprerë dhe struktura e mbështjellësit është e shkatërruar pas ekspozimit ndaj rrezatimit mikrovalë.
Aktiviteti i një virusi mund të karakterizohet nga aftësia e tij për të infektuar, replikuar dhe transkriptuar. Infektiviteti ose aktiviteti viral zakonisht vlerësohet duke matur titrat viralë duke përdorur analiza të pllakës, dozën mesatare infektive të kulturës së indeve (TCID50) ose aktivitetin e gjenit raportues të luciferazës. Por mund të vlerësohet edhe drejtpërdrejt duke izoluar virusin e gjallë ose duke analizuar antigjenin viral, dendësinë e grimcave virale, mbijetesën e virusit, etj.
Është raportuar se valët elektromagnetike UHF, SHF dhe EHF mund të çaktivizojnë drejtpërdrejt aerosolet virale ose viruset që transmetohen në ujë. Wu [1] ekspozoi aerosolin e bakteriofagut MS2 të gjeneruar nga një nebulizator laboratorik ndaj valëve elektromagnetike me një frekuencë prej 2450 MHz dhe një fuqi prej 700 W për 1.7 minuta, ndërsa shkalla e mbijetesës së bakteriofagut MS2 ishte vetëm 8.66%. Ngjashëm me aerosolin viral MS2, 91.3% e MS2 ujor u çaktivizua brenda 1.5 minutash pas ekspozimit ndaj të njëjtës dozë të valëve elektromagnetike. Përveç kësaj, aftësia e rrezatimit elektromagnetik për të çaktivizuar virusin MS2 ishte pozitivisht e korreluar me dendësinë e fuqisë dhe kohën e ekspozimit. Megjithatë, kur efikasiteti i çaktivizimit arrin vlerën e tij maksimale, efikasiteti i çaktivizimit nuk mund të përmirësohet duke rritur kohën e ekspozimit ose duke rritur dendësinë e fuqisë. Për shembull, virusi MS2 kishte një shkallë minimale mbijetese prej 2.65% deri në 4.37% pas ekspozimit ndaj valëve elektromagnetike 2450 MHz dhe 700 W, dhe nuk u gjetën ndryshime të rëndësishme me rritjen e kohës së ekspozimit. Siddharta [3] rrezatoi një suspension kulture qelizore që përmbante virusin e hepatitit C (HCV)/virusin e imunodeficiencës njerëzore tip 1 (HIV-1) me valë elektromagnetike në një frekuencë prej 2450 MHz dhe një fuqi prej 360 W. Ata zbuluan se titrat e virusit ranë ndjeshëm pas 3 minutash ekspozimi, duke treguar se rrezatimi i valëve elektromagnetike është efektiv kundër infektivitetit të HCV dhe HIV-1 dhe ndihmon në parandalimin e transmetimit të virusit edhe kur ekspozohen së bashku. Gjatë rrezatimit të kulturave qelizore të HCV dhe suspensioneve të HIV-1 me valë elektromagnetike me fuqi të ulët me një frekuencë prej 2450 MHz, 90 W ose 180 W, nuk u vu re asnjë ndryshim në titrin e virusit, i përcaktuar nga aktiviteti i raportuesit të luciferazës, dhe një ndryshim i rëndësishëm në infektivitetin viral. Në 600 dhe 800 W për 1 minutë, infektiviteti i të dy viruseve nuk u ul ndjeshëm, gjë që besohet se lidhet me fuqinë e rrezatimit të valëve elektromagnetike dhe kohën e ekspozimit kritik ndaj temperaturës.
Kaczmarczyk [8] demonstroi për herë të parë vdekshmërinë e valëve elektromagnetike EHF kundër viruseve patogjene që transmetohen në ujë në vitin 2021. Ata ekspozuan mostra të koronavirusit 229E ose poliovirusit (PV) ndaj valëve elektromagnetike në një frekuencë prej 95 GHz dhe një dendësi fuqie prej 70 deri në 100 W/cm2 për 2 sekonda. Efikasiteti i inaktivizimit të dy viruseve patogjene ishte përkatësisht 99.98% dhe 99.375%, gjë që tregon se valët elektromagnetike EHF kanë perspektiva të gjera aplikimi në fushën e inaktivizimit të viruseve.
Efektiviteti i inaktivizimit UHF të viruseve është vlerësuar gjithashtu në mjedise të ndryshme si qumështi i gjirit dhe disa materiale që përdoren zakonisht në shtëpi. Studiuesit i ekspozuan maskat e anestezisë të kontaminuara me adenovirus (ADV), poliovirus tip 1 (PV-1), herpesvirus 1 (HV-1) dhe rinovirus (RHV) ndaj rrezatimit elektromagnetik me një frekuencë prej 2450 MHz dhe një fuqi prej 720 vat. Ata raportuan se testet për antigjenet ADV dhe PV-1 u bënë negative, dhe titrat HV-1, PIV-3 dhe RHV ranë në zero, duke treguar inaktivizim të plotë të të gjitha viruseve pas 4 minutash ekspozimi [15, 16]. Elhafi [17] i ekspozoi drejtpërdrejt tamponët e infektuar me virusin e bronkitit infektiv të shpendëve (IBV), pneumovirusin e shpendëve (APV), virusin e sëmundjes së Newcastle (NDV) dhe virusin e gripit të shpendëve (AIV) në një furrë me mikrovalë 2450 MHz, 900 W. humbasin infektivitetin e tyre. Midis tyre, APV dhe IBV u zbuluan gjithashtu në kulturat e organeve trakeale të marra nga embrionet e pulave të gjeneratës së 5-të. Edhe pse virusi nuk mund të izolohej, acidi nukleik viral u zbulua përsëri nga RT-PCR. Ben-Shoshan [18] ekspozoi drejtpërdrejt valë elektromagnetike 2450 MHz, 750 W në 15 mostra pozitive të qumështit të gjirit për citomegalovirus (CMV) për 30 sekonda. Zbulimi i antigjenit nga Shell-Vial tregoi inaktivizim të plotë të CMV. Megjithatë, në 500 W, 2 nga 15 mostrat nuk arritën inaktivizim të plotë, gjë që tregon një korrelacion pozitiv midis efikasitetit të inaktivizimit dhe fuqisë së valëve elektromagnetike.
Vlen gjithashtu të përmendet se Yang [13] parashikoi frekuencën rezonante midis valëve elektromagnetike dhe viruseve bazuar në modele fizike të përcaktuara. Një pezullim i grimcave të virusit H3N2 me një dendësi prej 7.5 × 1014 m-3, i prodhuar nga qelizat e veshkave të qenve Madin Darby (MDCK) të ndjeshme ndaj virusit, u ekspozua drejtpërdrejt ndaj valëve elektromagnetike në një frekuencë prej 8 GHz dhe një fuqi prej 820 W/m² për 15 minuta. Niveli i inaktivizimit të virusit H3N2 arrin 100%. Megjithatë, në një prag teorik prej 82 W/m2, vetëm 38% e virusit H3N2 u inaktivizua, duke sugjeruar që efikasiteti i inaktivizimit të virusit të ndërmjetësuar nga EM është i lidhur ngushtë me dendësinë e fuqisë. Bazuar në këtë studim, Barbora [14] llogariti diapazonin e frekuencave rezonante (8.5–20 GHz) midis valëve elektromagnetike dhe SARS-CoV-2 dhe arriti në përfundimin se 7.5 × 1014 m-3 të SARS-CoV-2 të ekspozuar ndaj valëve elektromagnetike. Një valë me një frekuencë prej 10-17 GHz dhe një dendësi fuqie prej 14.5 ± 1 W/m2 për afërsisht 15 minuta do të rezultojë në çaktivizim 100%. Një studim i kohëve të fundit nga Wang [19] tregoi se frekuencat rezonante të SARS-CoV-2 janë 4 dhe 7.5 GHz, duke konfirmuar ekzistencën e frekuencave rezonante të pavarura nga titri i virusit.
Si përfundim, mund të themi se valët elektromagnetike mund të ndikojnë në aerosolet dhe pezullimet, si dhe në aktivitetin e viruseve në sipërfaqe. U zbulua se efektiviteti i inaktivizimit është i lidhur ngushtë me frekuencën dhe fuqinë e valëve elektromagnetike dhe mediumin e përdorur për rritjen e virusit. Përveç kësaj, frekuencat elektromagnetike të bazuara në rezonancat fizike janë shumë të rëndësishme për inaktivizimin e virusit [2, 13]. Deri më tani, efekti i valëve elektromagnetike në aktivitetin e viruseve patogjene është përqendruar kryesisht në ndryshimin e infektivitetit. Për shkak të mekanizmit kompleks, disa studime kanë raportuar efektin e valëve elektromagnetike në replikimin dhe transkriptimin e viruseve patogjene.
Mekanizmat me anë të të cilëve valët elektromagnetike çaktivizojnë viruset janë të lidhura ngushtë me llojin e virusit, frekuencën dhe fuqinë e valëve elektromagnetike, si dhe me mjedisin e rritjes së virusit, por mbeten kryesisht të paeksploruara. Hulumtimet e fundit janë përqendruar në mekanizmat e transferimit termik, atermal dhe strukturor të energjisë rezonante.
Efekti termik kuptohet si një rritje e temperaturës e shkaktuar nga rrotullimi me shpejtësi të lartë, përplasja dhe fërkimi i molekulave polare në inde nën ndikimin e valëve elektromagnetike. Për shkak të kësaj vetie, valët elektromagnetike mund të rrisin temperaturën e virusit mbi pragun e tolerancës fiziologjike, duke shkaktuar vdekjen e virusit. Megjithatë, viruset përmbajnë pak molekula polare, gjë që sugjeron se efektet e drejtpërdrejta termike mbi viruset janë të rralla [1]. Përkundrazi, ka shumë më tepër molekula polare në mjedis dhe mjedis, siç janë molekulat e ujit, të cilat lëvizin në përputhje me fushën elektrike alternative të ngacmuar nga valët elektromagnetike, duke gjeneruar nxehtësi përmes fërkimit. Nxehtësia më pas transferohet te virusi për të rritur temperaturën e tij. Kur tejkalohet pragu i tolerancës, acidet nukleike dhe proteinat shkatërrohen, gjë që në fund të fundit zvogëlon infektivitetin dhe madje e çaktivizon virusin.
Disa grupe kanë raportuar se valët elektromagnetike mund të zvogëlojnë infektivitetin e viruseve përmes ekspozimit termik [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] ekspozoi pezullime të koronavirusit 229E ndaj valëve elektromagnetike në një frekuencë prej 95 GHz me një dendësi fuqie prej 70 deri në 100 W/cm² për 0.2-0.7 s. Rezultatet treguan se një rritje e temperaturës prej 100°C gjatë këtij procesi kontribuoi në shkatërrimin e morfologjisë së virusit dhe në uljen e aktivitetit të virusit. Këto efekte termike mund të shpjegohen me veprimin e valëve elektromagnetike në molekulat e ujit përreth. Siddharta [3] rrezatoi pezullime të kulturës qelizore që përmbanin HCV të gjenotipeve të ndryshme, duke përfshirë GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a dhe GT7a, me valë elektromagnetike në një frekuencë prej 2450 MHz dhe një fuqi prej 90 W dhe 180 W, 360 W, 600 W dhe 800 W. Me një rritje të temperaturës së mjedisit të kulturës qelizore nga 26°C në 92°C, rrezatimi elektromagnetik uli infektivitetin e virusit ose e çaktivizoi plotësisht virusin. Por HCV u ekspozua ndaj valëve elektromagnetike për një kohë të shkurtër në fuqi të ulët (90 ose 180 W, 3 minuta) ose fuqi më të lartë (600 ose 800 W, 1 minutë), ndërsa nuk pati rritje të ndjeshme të temperaturës dhe nuk u vu re një ndryshim i rëndësishëm në infektivitet ose aktivitet të virusit.
Rezultatet e mësipërme tregojnë se efekti termik i valëve elektromagnetike është një faktor kyç që ndikon në infektivitetin ose aktivitetin e viruseve patogjene. Përveç kësaj, studime të shumta kanë treguar se efekti termik i rrezatimit elektromagnetik i çaktivizon viruset patogjene në mënyrë më efektive sesa UV-C dhe ngrohja konvencionale [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Përveç efekteve termike, valët elektromagnetike mund të ndryshojnë edhe polaritetin e molekulave të tilla si proteinat mikrobike dhe acidet nukleike, duke bërë që molekulat të rrotullohen dhe të vibrojnë, duke rezultuar në ulje të qëndrueshmërisë ose edhe vdekje [10]. Besohet se ndërrimi i shpejtë i polaritetit të valëve elektromagnetike shkakton polarizim të proteinave, gjë që çon në përdredhje dhe lakim të strukturës së proteinave dhe, në fund të fundit, në denatyrimin e proteinave [11].
Efekti jotermal i valëve elektromagnetike në inaktivizimin e virusit mbetet i diskutueshëm, por shumica e studimeve kanë treguar rezultate pozitive [1, 25]. Siç e përmendëm më sipër, valët elektromagnetike mund të depërtojnë drejtpërdrejt në proteinën mbështjellëse të virusit MS2 dhe të shkatërrojnë acidin nukleik të virusit. Përveç kësaj, aerosolet e virusit MS2 janë shumë më të ndjeshëm ndaj valëve elektromagnetike sesa MS2 ujor. Për shkak të molekulave më pak polare, siç janë molekulat e ujit, në mjedisin përreth aerosoleve të virusit MS2, efektet atermike mund të luajnë një rol kyç në inaktivizimin e virusit të ndërmjetësuar nga valët elektromagnetike [1].
Fenomeni i rezonancës i referohet tendencës së një sistemi fizik për të thithur më shumë energji nga mjedisi i tij në frekuencën dhe gjatësinë e valës së tij natyrore. Rezonanca ndodh në shumë vende në natyrë. Dihet që viruset rezonojnë me mikrovalë të së njëjtës frekuencë në një modalitet dipoli akustik të kufizuar, një fenomen rezonance [2, 13, 26]. Modalitetet rezonante të bashkëveprimit midis një vale elektromagnetike dhe një virusi po tërheqin gjithnjë e më shumë vëmendje. Efekti i transferimit efikas të energjisë rezonante strukturore (SRET) nga valët elektromagnetike në lëkundjet akustike të mbyllura (CAV) në viruse mund të çojë në këputje të membranës virale për shkak të vibracioneve të kundërta bërthamë-kapsidë. Përveç kësaj, efektiviteti i përgjithshëm i SRET lidhet me natyrën e mjedisit, ku madhësia dhe pH e grimcës virale përcaktojnë përkatësisht frekuencën rezonante dhe thithjen e energjisë [2, 13, 19].
Efekti i rezonancës fizike të valëve elektromagnetike luan një rol kyç në inaktivizimin e viruseve të mbështjellë, të cilët janë të rrethuar nga një membranë dyshtresore e ngulitur në proteinat virale. Studiuesit zbuluan se deaktivizimi i H3N2 nga valët elektromagnetike me një frekuencë prej 6 GHz dhe një dendësi fuqie prej 486 W/m² u shkaktua kryesisht nga këputja fizike e guaskës për shkak të efektit të rezonancës [13]. Temperatura e pezullimit H3N2 u rrit vetëm me 7°C pas 15 minutash ekspozimi, megjithatë, për inaktivizimin e virusit njerëzor H3N2 me anë të ngrohjes termike, kërkohet një temperaturë mbi 55°C [9]. Fenomene të ngjashme janë vërejtur për viruse të tilla si SARS-CoV-2 dhe H3N1 [13, 14]. Përveç kësaj, inaktivizimi i viruseve nga valët elektromagnetike nuk çon në degradimin e gjenomeve të ARN-së virale [1,13,14]. Kështu, inaktivizimi i virusit H3N2 u nxit nga rezonanca fizike në vend të ekspozimit termik [13].
Krahasuar me efektin termik të valëve elektromagnetike, inaktivizimi i viruseve me anë të rezonancës fizike kërkon parametra më të ulët të dozës, të cilat janë nën standardet e sigurisë së mikrovalëve të përcaktuara nga Instituti i Inxhinierëve Elektrikë dhe Elektronikë (IEEE) [2, 13]. Frekuenca rezonante dhe doza e fuqisë varen nga vetitë fizike të virusit, siç janë madhësia e grimcave dhe elasticiteti, dhe të gjithë viruset brenda frekuencës rezonante mund të synohen në mënyrë efektive për inaktivizim. Për shkak të shkallës së lartë të depërtimit, mungesës së rrezatimit jonizues dhe sigurisë së mirë, inaktivizimi i virusit i ndërmjetësuar nga efekti atermik i CPET është premtues për trajtimin e sëmundjeve malinje njerëzore të shkaktuara nga viruset patogjene [14, 26].
Bazuar në zbatimin e inaktivizimit të viruseve në fazën e lëngshme dhe në sipërfaqen e mjediseve të ndryshme, valët elektromagnetike mund të merren në mënyrë efektive me aerosolet virale [1, 26], gjë që është një përparim dhe ka një rëndësi të madhe për kontrollin e transmetimit të virusit dhe parandalimin e transmetimit të virusit në shoqëri. Për më tepër, zbulimi i vetive rezonante fizike të valëve elektromagnetike është me rëndësi të madhe në këtë fushë. Për sa kohë që frekuenca rezonante e një virioni të veçantë dhe valët elektromagnetike janë të njohura, të gjitha viruset brenda diapazonit të frekuencave rezonante të plagës mund të synohen, gjë që nuk mund të arrihet me metodat tradicionale të inaktivizimit të virusit [13,14,26]. Inaktivizimi elektromagnetik i viruseve është një kërkim premtues me vlerë dhe potencial të madh kërkimor dhe aplikativ.
Krahasuar me teknologjinë tradicionale të vrasjes së viruseve, valët elektromagnetike kanë karakteristikat e mbrojtjes së thjeshtë, efektive dhe praktike mjedisore kur vrasin viruset për shkak të vetive të tyre unike fizike [2, 13]. Megjithatë, mbeten shumë probleme. Së pari, njohuritë moderne janë të kufizuara në vetitë fizike të valëve elektromagnetike, dhe mekanizmi i shfrytëzimit të energjisë gjatë emetimit të valëve elektromagnetike nuk është zbuluar [10, 27]. Mikrovalët, duke përfshirë valët milimetrike, janë përdorur gjerësisht për të studiuar inaktivizimin e virusit dhe mekanizmat e tij, megjithatë, studimet e valëve elektromagnetike në frekuenca të tjera, veçanërisht në frekuenca nga 100 kHz deri në 300 MHz dhe nga 300 GHz deri në 10 THz, nuk janë raportuar. Së dyti, mekanizmi i vrasjes së viruseve patogjene nga valët elektromagnetike nuk është sqaruar, dhe janë studiuar vetëm viruset sferike dhe në formë shufre [2]. Përveç kësaj, grimcat e virusit janë të vogla, pa qeliza, mutohen lehtë dhe përhapen me shpejtësi, gjë që mund të parandalojë inaktivizimin e virusit. Teknologjia e valëve elektromagnetike ende duhet të përmirësohet për të kapërcyer pengesën e inaktivizimit të viruseve patogjene. Së fundmi, thithja e lartë e energjisë rrezatuese nga molekulat polare në mjedis, siç janë molekulat e ujit, rezulton në humbje të energjisë. Përveç kësaj, efektiviteti i SRET mund të ndikohet nga disa mekanizma të paidentifikuar në viruse [28]. Efekti SRET gjithashtu mund ta modifikojë virusin që të përshtatet me mjedisin e tij, duke rezultuar në rezistencë ndaj valëve elektromagnetike [29].
Në të ardhmen, teknologjia e inaktivizimit të viruseve duke përdorur valë elektromagnetike duhet të përmirësohet më tej. Hulumtimi themelor shkencor duhet të synojë sqarimin e mekanizmit të inaktivizimit të viruseve nga valët elektromagnetike. Për shembull, mekanizmi i përdorimit të energjisë së viruseve kur ekspozohen ndaj valëve elektromagnetike, mekanizmi i detajuar i veprimit jo-termik që vret viruset patogjene dhe mekanizmi i efektit SRET midis valëve elektromagnetike dhe llojeve të ndryshme të viruseve duhet të sqarohen në mënyrë sistematike. Hulumtimi i aplikuar duhet të përqendrohet në mënyrën e parandalimit të thithjes së tepërt të energjisë së rrezatimit nga molekulat polare, studimin e efektit të valëve elektromagnetike të frekuencave të ndryshme në viruse të ndryshme patogjene dhe studimin e efekteve jo-termike të valëve elektromagnetike në shkatërrimin e viruseve patogjene.
Valët elektromagnetike janë bërë një metodë premtuese për inaktivizimin e viruseve patogjene. Teknologjia e valëve elektromagnetike ka avantazhet e ndotjes së ulët, kostos së ulët dhe efikasitetit të lartë të inaktivizimit të viruseve patogjene, të cilat mund të kapërcejnë kufizimet e teknologjisë tradicionale antivirus. Megjithatë, nevojiten kërkime të mëtejshme për të përcaktuar parametrat e teknologjisë së valëve elektromagnetike dhe për të sqaruar mekanizmin e inaktivizimit të virusit.
Një dozë e caktuar e rrezatimit të valëve elektromagnetike mund të shkatërrojë strukturën dhe aktivitetin e shumë viruseve patogjene. Efikasiteti i inaktivizimit të virusit është i lidhur ngushtë me frekuencën, dendësinë e fuqisë dhe kohën e ekspozimit. Përveç kësaj, mekanizmat e mundshëm përfshijnë efektet termike, atermike dhe rezonante strukturore të transferimit të energjisë. Krahasuar me teknologjitë tradicionale antivirale, inaktivizimi i virusit i bazuar në valët elektromagnetike ka avantazhet e thjeshtësisë, efikasitetit të lartë dhe ndotjes së ulët. Prandaj, inaktivizimi i virusit i ndërmjetësuar nga valët elektromagnetike është bërë një teknikë premtuese antivirale për aplikime të ardhshme.
U Yu. Ndikimi i rrezatimit mikrovalor dhe plazmës së ftohtë në aktivitetin e bioaerosolit dhe mekanizmat e lidhur me të. Universiteti i Pekinit. viti 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al. Çiftëzimi dipolar rezonant i mikrovalëve dhe lëkundjet akustike të kufizuara në bakuloviruse. Raport shkencor 2017; 7(1):4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, etj. Inaktivizimi me mikrovalë i HCV dhe HIV: një qasje e re për parandalimin e transmetimit të virusit midis përdoruesve të drogës me injeksion. Raport shkencor 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv HL. Hetimi dhe Vëzhgimi Eksperimental i Kontaminimit të Dokumenteve të Spitalit nga Dezinfektimi me Mikrovalë [J] Revista Mjekësore Kineze. 1987; 4:221-2.
Sun Wei Studim paraprak i mekanizmit të inaktivizimit dhe efikasitetit të dikloroizocianatit të natriumit kundër bakteriofagut MS2. Universiteti Sichuan. 2007.
Yang Li Studim paraprak i efektit të inaktivizimit dhe mekanizmit të veprimit të o-ftaldehidës në bakteriofagun MS2. Universiteti Sichuan. 2007.
Wu Ye, znj. Yao. Inaktivizimi i një virusi të transmetuar në ajër në vend nga rrezatimi mikrovalë. Buletini i Shkencës Kineze. 2014;59(13):1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Koronaviruset dhe polioviruset janë të ndjeshëm ndaj pulseve të shkurtra të rrezatimit ciklotron të bandës W. Letër mbi kiminë mjedisore. 2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, etj. Inaktivizimi i virusit të gripit për studimet e antigjenicitetit dhe analizat e rezistencës ndaj frenuesve fenotipikë të neuraminidazës. Revista e Mikrobiologjisë Klinike. 2010;48(3):928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, etj. Pasqyrë e sterilizimit me mikrovalë. Shkenca e mikronutrientëve të Guangdong. 2013; 20 (6): 67-70.
Li Jizhi. Efektet Biologjike Jo-Termike të Mikrovalëve në Mikroorganizmat Ushqimorë dhe Teknologjinë e Sterilizimit me Mikrovalë [Universiteti Jugperëndimor i Kombësive JJ (Botimi i Shkencave Natyrore). 2006; 6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. Denatyrimi i proteinave me majë të SARS-CoV-2 pas rrezatimit atermik me mikrovalë. Raport shkencor 2021; 11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, et al. Transferimi efikas i energjisë rezonante strukturore nga mikrovalët në lëkundje të kufizuara akustike në viruse. Raport shkencor 2015; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. Terapi antivirale e synuar duke përdorur terapi me rrezatim jo-jonizues për SARS-CoV-2 dhe përgatitja për një pandemi virale: metoda, metoda dhe shënime praktike për aplikim klinik. PLOS One. 2021;16(5):e0251780.
Yang Huiming. Sterilizimi me mikrovalë dhe faktorët që ndikojnë në të. Revista Mjekësore Kineze. 1993;(04):246-51.
Page WJ, Martin WG Mbijetesa e mikrobeve në furrat me mikrovalë. Ju mund të J Microorganisms. 1978;24(11):1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Trajtimi me mikrovalë ose autoklavë shkatërron infektivitetin e virusit të bronkitit infektiv dhe pneumovirusit të shpendëve, por lejon që ato të zbulohen duke përdorur reaksionin zinxhir të polimerazës së transkriptazës së kundërt. sëmundja e shpendëve. 2004;33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Zhdukja e citomegalovirusit nga qumështi i gjirit në mikrovalë: një studim pilot. mjekësia e ushqyerjes me gji. 2016;11:186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR, etj. Thithja e rezonancës mikrovalore e virusit SARS-CoV-2. Raporti Shkencor 2022; 12(1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH, etj. Doza vdekjeprurëse UV-C (254 nm) e SARS-CoV-2. Diagnostika e dritës Photodyne Ther. 2020;32:101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M, etj. Inaktivizim i shpejtë dhe i plotë i SARS-CoV-2 nga UV-C. Raporti Shkencor 2020; 10(1):22421.