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Desinfetando COVID-19: formatos, tendências e perspectivas

Pensei em desenvolver este tema de desinfecção do covid-19, uma vez que, como profissionais da matéria, somos bombardeados com informações; o problema é que muitas vezes é desinformação, então é sempre bom estar planejando essa questão.» Foi assim que Q. Rafael Hernández da empresa Envatec começou, quando começou sua apresentação no último Webinar do Instituto Mexicano de Aerossol, A.C. Nesta ocasião, o conteúdo desta exposição será dividido em duas partes e começamos com:

CONTEÚDO

  1. SARS-CoV-2
    • Fundo e Classificação
    • Características estruturais
    • Estabilidade nas superfícies
    • Rotas de transmissão
  2. Biocidas
    • Conceitos em desinfecção
    • Classificação de produtos biocidas
    • Mecanismos de ação
  3. SARS-COV-2 FUNDO E EPIDEMIOLOGIA

A origem do COVID-19 remonta a dezembro de 2019, quando um surto de pneumonia grave atípica surgiu na cidade de Wuhan, província de Hubei, na China. Os primeiros casos foram relatados em um grupo de pessoas que frequentavam um mercado de frutos do mar e outros alimentos para a vida selvagem. Desde o início estava relacionado à síndrome respiratória aguda e ao sequenciamento rápido de seu genoma permitiu que ele fosse identificado como um novo vírus. Filogeneticamente pertence ao grupo de Beta-coronavírus e é um dos 7 coronavírus capazes de infectar humanos.

Foi nomeado SARS-Cov-2: Síndrome Respiratória Aguda Grave 2, devido à sua semelhança genética com o SARS-Cov-1 (coronavírus que causou um surto de SARS em 20020) A doença infecciosa que causa Covid-19 pela sigla em inglês «Coronavírus Disease-2019».

Inicialmente poucos mediram a magnitude, o escopo e o impacto que o vírus teria, caso contrário, mecanismos de contenção muito mais eficazes teriam sido implementados. De tal forma que nos meses de janeiro a fevereiro de 2020 o surto se espalhou rapidamente para outras regiões da China e depois para outros países e continentes, até 11 de março de 2020 a OMS declarou a pandemia COVID-19 já com presença em 114 países.

CLASSIFICAÇÃO E ORIGEN DE CORONAVÍRUS

Até o momento, 4 gêneros de Coronavirus são conhecidos: alfa, beta, gama e delta. Destes, apenas os dois primeiros têm a capacidade de serem transmitidos para mamíferos e humanos; sendo no total 7 (fig. 1). Os Coronavírus H (H-CoV) são responsáveis por cerca de 30% dos resfriados comuns e causam infecções leves a moderadas, enquanto SARS, MERS e SARS-CoV-2 têm patogenicidade grave e causam infecções graves.

Coronavírus são vírus zoonóticos, ou seja, eles têm a capacidade de transmitir doenças infecciosas de animais para humanos. Muitos têm seu hospedeiro natural no bastão, mas precisam de um hospedeiro intermediário para transmiti-lo ao homem. Por exemplo, o SARS-CoV que o tinha na civeta, o MERS-CoV (Síndrome Respiratória do Oriente Médio) tinha-o no dromedário e acredita-se que o SARS-CoV-2 poderia tê-lo no Pangorin; um pequeno animal altamente cobiçado na China e em outras regiões asiáticas por sua carne e escamas que são amplamente utilizadas na medicina tradicional (fig. 2).

A similaridade genética desses coronavírus significa que quando não há cepas de SARS-Cov-2, cepas de outros vírus são usadas para avaliar a eficácia do vírus de produtos desinfetantes.

Sars-CoV 2 penetra células através do receptor ACE2, e uma vez dentro da célula usa todas as suas máquinas para replicar e criar novos virions que surgirão para continuar a cadeia de transmissão. De acordo com alguns estudos, cada sujeito infectado pode infectar até 2 a 3 pessoas e, portanto, o crescimento exponencial que o COVID-19 teve.

CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS

Ao contrário dos vírus não desenvolvidos, o SARS-CoV-2 tem uma membrana lipídica de camada dupla que o cobre, por isso é chamado de vírus envolto. Tem uma forma esférica de cerca de 125 nm e de seus sais superficiais algumas saliências (proteínas S) que lhe dão a aparência de coroa solar; a partir do qual seu nome deriva. Apresenta um genoma de RNA de cadeia única com polaridade positiva de um comprimento de cerca de 30 Kilobases que codifica quatro proteínas estruturais principais: envelope (E), membrana (M), picbul (S) que é responsável pela ligação com o receptor de células hospedeiras (ACE-2) e nucleocapsídeo (N) embalado ou enrolado helicamente com RNA (Fig. 3).

Um fato a notar é que a camada dupla lipídica é muito suscetível a alterações químicas, por exemplo, por surfactantes e desinfetantes tanto químicos quanto físicos. Portanto, a alteração do envelope lipíduo pode facilmente inativar o vírus, facilitando processos de desinfecção.

ESTABILIDADE NAS SUPERFÍCIES

Um aspecto importante dos coronavírus e, claro, do SARS-CoV-2 é a persistência ou sobrevivência que eles têm em várias superfícies, que variam de algumas horas a vários dias. Esses dados foram amplamente documentados e, nesse sentido, a Tabela 1 apresenta os resultados de vários estudos sobre várias superfícies não porosas. Entre os materiais avaliados temos vidro, plástico, metais e vinil. Por exemplo, em metais como alumínio e cobre o tempo de sobrevivência é de no máximo 4 horas graças ao efeito de 4 horas que alguns metais têm propriedades desinfetantes, enquanto em vidro, plástico e aço inoxidável o vírus pode persistir em torno de 2, 7 e 4 dias, respectivamente.

Uma característica importante é que a temperatura afeta drasticamente a sobrevivência; no caso do vidro a 20 oC, o vírus persiste por quase dois dias, mas uma vez que a temperatura aumenta para 30 oC, ele cai para 10 horas e a 40 oC ele só sobrevive 2 horas.

Em relação às superfícies porosas, em termos gerais o vírus tem um menor tempo de sobrevivência porque tende a ser absorvido neste tipo de materiais.

A Tabela 2 mostra os resultados de alguns estudos sobre esse tipo de superfície. Por exemplo, em tecidos e papelão o vírus sobrevive cerca de um dia; em algodão 1,7 dias; na pele 9 horas; papel até 3 dias e em máscaras cirúrgicas 4 e 7 dias na camada interna e externa. Como acontece em superfícies não porosas, a temperatura também afeta a sobrevivência neste tipo de materiais, como o algodão que a 30oC persiste 11 horas, mas se aumenta para 40oC não é mais detectado. A partir desses dados deriva a recomendação de desinfetar máscaras de pano com um simples banho de água quente entre 60 e 80oC por 5 ou 10 minutos.

ROTAS DE TRANSMISSÃO

De acordo com o Centro de Controle de Doenças dos EUA (CDC), o SARS-CoV-2 possui três mecanismos principais de transmissão que ocorrem por meio do contato direto e indireto:

  1. Transmissão por gotículas respiratórias

É o principal mecanismo e o contágio ocorre de pessoa para pessoa (dentro de 1,80 m) por secreções respiratórias contendo o vírus. Eles têm um tamanho médio de 5 μm a 2 mm e são produzidos quando falam, tosse, espirram, cantam ou respiram. À medida que essas gotículas se movem do hospedeiro a concentração diminui, à medida que as grandes precipitam e as menores se espalham no ar. Em média, eles viajam um metro de distância quando falam, mas podem atingir até quatro metros ao tossir ou espirrar. As infecções ocorrem devido à exposição direta a essas gotículas quando em contato próximo com um portador COVID-19.

  1. Transmissão aérea (via aerossóis)

No início da pandemia essa rota foi descartada, mas nos últimos meses surgiram inúmeras investigações que sugerem que a transmissão via aerossóis é a principal via de contágio. Estes aerossóis não têm nada a ver com produtos aerossóis, mas com seu tamanho, já que são partículas e secreções respiratórias menores que 5 mícrons que também são produzir quando falar, tossir, espirrar, cantar ou simplesmente exalar. Devido ao seu pequeno tamanho, eles podem permanecer suspensos no ambiente, sendo infecciosos por até 3 horas.

Em espaços fechados com má ventilação, concentrações infecciosas podem ser alcançadas para espalhar o vírus para outros. Nishiura e colegas demonstraram transmissão 19 vezes maior em ambientes fechados, como academias, limpeza e hospitais do que em locais bem ventilados. Uma conversa de 10 minutos pode produzir até 6000 partículas e uma alta porcentagem pode ser infecciosa e com a capacidade de penetrar diretamente na região

  1. Transmissão por fômites (contato direto)

O contágio via contato indireto também é possível porque gotículas respiratórias ou aerossóis produzidos por indivíduos infectados também são depositados em superfícies e objetos inanimados (fomites) e permanecem viáveis de horas a dias, dependendo das características do material. Portanto, é possível que uma pessoa contrate COVID-19 tocando uma superfície ou objeto que tenha o vírus e, em seguida, toque em alguma mucosa (oral ou nasal). No entanto, até o momento acredita-se que essa rota é uma das menos importantes para a disseminação e, principalmente, é especialmente importante no ambiente hospitalar.

  1. Outros mecanismos

Fecal-Oral: A presença viral na matéria fecal está bem documentada em pacientes COVID, mesmo quando já deram negativo para isofaringe isofaríngea. No entanto, esse caminho ainda é questionável, pois há poucos casos de vírus infecciosos recuperados e a única forma de contágio poderia ser a aerossolização produzida durante o flushing do vaso sanitário.

Ocular: Essa rota de transmissão ainda é explorada e os estudos que existem hoje são poucos. A expressão dos receptores ACE foi documentada em tecido córnea e conjuntiva, mas em menor grau em comparação com o tecido pulmonar ou cardíaco. Casos de conjuntivite são poucos.

Figura 4. Apresenta um esboço que resume as principais rotas de transmissão. Em a) você tem o portador do vírus que ao falar, tossir, espirrar ou exalar produz gotículas respiratórias e aerossóis carregados com vírus infecciosos. Os maiores precipitam-se rapidamente pela ação da gravidade contaminando fomitas, mas os aerossóis viajam mais e permanecem suspensos por mais tempo, implicando maior risco. Ambos têm a capacidade de infectar diretamente outros indivíduos. b Ilustra o contato indireto via fomites; ao tocar superfícies contaminadas, o contágio pode ocorrer quando você leva as mãos para as vias aéreas.

A transmissão aérea do SARS-Cov-2 desempenha um papel importante?

Essa rota ganhou relevância nos últimos meses, já que inúmeros estudos foram publicados que indicam que é uma das principais rotas de transmissão. Nesse sentido, a Tabela 3 seleciona 4 deles que mostram a progressão dos achados, desde a detecção da capacidade do SARS-CoV-2 de sobreviver no ar, até a detecção direta em locais fechados de metrôs, bancos, shopping centers, etc.

MECANISMOS PARA PREVENIR A TRANSMISSÃO

Embora o SARS-CoV-2 tenha se mostrado um vírus altamente infeccioso se as medidas e ações recomendadas pelos especialistas forem tomadas, o risco de contágio diminui significativamente. Nesse sentido, uma das medidas mais importantes para conter a transmissão aérea é a ventilação de espaços fechados, ou seja, permitindo o fluxo de ar constante para evitar a concentração de partículas contagiosas em ambientes internos e quando não é possível usar filtros HEPA. A Tabela 4 apresenta um resumo dos mecanismos para impedir a transmissão de cada uma das rotas:

CONCEITOS EM DESINFECÇÃO:

Quando se fala em eliminar vírus, o termo desinfecção é frequentemente usado, mas às vezes também está associado à higienização e é que uma das dúvidas mais recorrentes ao usar produtos para eliminar patógenos é precisamente a diferença entre esses conceitos. Nesse aspecto, a Tabela 5 descreve as diferenças entre os principais processos de eliminação de microrganismos. Em geral, a limpeza consiste em remover ou remover sujeira, enquanto a higienização elimina bactérias a níveis seguros e a desinfecção além de bactérias, faz o mesmo com fungos e vírus.

Entre os principais ingredientes ativos utilizados para a desinfecção domiciliar estão os biocidas: substâncias ativas que destroem microrganismos patogênicos, geralmente de origem química. Eles são divididos em antissépticos e desinfetantes, os primeiros destroem ou inibem o crescimento de microrganismos no tecido vivo e estes últimos fazem o mesmo, mas em superfícies e objetos inanimados. Existem vários fatores que afetam os processos de desinfecção, entre eles temos:

• Concentração: é o principal fator e geralmente maior a concentração você tem mais eficácia, embora você tenha que levar em conta as recomendações de uso para segurança.
• Tempo de contato: depende do produto e ativo e deve dar o tempo adequado de exposição ao microrganismo.
• Carga orgânica: a presença de matéria orgânica forma uma barreira física entre o desinfetante, por isso é essencial removê-la.
• Tipo de superfície: Superfícies geralmente duras e não porosas são mais fáceis de desinfetar do que as porosas.
• Temperatura: altas temperaturas favorecem a eliminação de patógenos, mas as recomendações do produto devem ser levadas em conta.


CLASSIFICAÇÃO DE PRODUTOS BIOCIDAS

De acordo com as variáveis utilizadas para processos de desinfecção; estes podem ser classificados em métodos químicos e físicos. Dentro dos produtos químicos incluímos todos os biocidas com ação química, tanto desinfetantes quanto antissépticos e que são os ingredientes ativos que são usados para a formulação de produtos capazes de eliminar sars-cov-2 em residências. De acordo com sua família química, os biocidas podem ser classificados em vários grupos. A Tabela 6 apresenta as principais características dos mais representativos na desinfecção domiciliar.

MECANISMOS DE AÇÃO DE PRODUTOS BIOCIDAS

Os biocidas, sejam desinfetantes ou antissépticos, possuem vários mecanismos de ação contra microrganismos patogênicos, mas especificamente para vírus quatro são reconhecidos:

  1. Danos na membrana celular e/ou envelope viral.
    Danos generalizados na membrana envolvendo bicamadas fosfolipídas. Indução de vazamento; interrupção com os processos de transporte, respiratório e energia.
  2. Desnaturação de proteínas envelope
    Causam ruptura da membrana com efeito de lise. Danos à estrutura tridimensional das proteínas, afetando suas propriedades de funcionamento e CF.
  3. Modificação de grupos funcionais
    Oxidação de grupos de tiol para dissulfides em centros ativos de enzimas, proteínas e compostos-chave da parede e membrana.
  4. Danos ao material genético
    Eles inibem a síntese de DNA. Produzem a formação de ligações irreversíveis entre proteínas e ácidos nucleicos.

Na próxima edição do Aerosol La Revista, você encontrará a segunda parte deste tópico.

REFERENCIAS

  1. Castaño, N., Cordts, S. C., Kurosujalil, M., et al., “Fomite transmission Physicochemical Origin of Virus-Surface Interactions, and Disinfection Strategies for Enveloped Viruses with Applications to SARS-CoV-2”, ACS Omega, (2021) 6, 6509 – 27.
  2. Ganesh, B., Rajakumar, T., et al., “Epidemiology and pathobiology of SARS-CoV-2 (COVID-19) in comparison with SARS, MERS: An updated overview of current knowledge and future perspectives”, Clinical Epidemiology and Global Health, 10 (2021) 100694.
  3. Wiktorczyk-Kapischke, N., Grudlewska-Buda, K., et al., “SARS-CoV-2 in the Environment-Non-Droplet Spreading Routes”, Science of the Total Environment, (2021) 770, 145260.
  4. Van Doremalen, N., et al., “Aerosol and Surface Stability of SARS-CoV-2 as Compared with SARS-CoV-1”, N. Engl. J. Med., (2020) 382, 1564-1567.
  5. Smither, S., et al., “Experimental aerosol survival of SARS-CoV-2 in artificial saliva and tissue culture media at medium and high humidity”, Emerg Microbes Infect., (2020)9 (1): 1415-1417.
  6. Hadei, M., et al., “Presence of SARS-CoV-2 in the Air of Public Places and Transportation”, Atmospheric Pollution Research, (2020) 12, 255-259.
  7. CDC Centers for Disease Control and Prevention, www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/prevent-getting-sick. Accesado en marzo de 2021
  8. Mc Donell, G., Rusell, A. D., “Antiseptic and Disinfectants: Activity, Action, and Resistance”, Clinical Microbiology Reviews, Jan. (1999) 12, 147 – 179.
  9. The Center for Food Security & Public Health, Iowa State University, NAHEMS Guidelines: Cleaning and Disinfection, Jul. (2014). Disponible en htpp://www.aphis.usda.gov/fadprep
  10. Araujo, P., Lemus, M., et al., “Antimicrobial Resistence to Disinfectants in Biofilms”, Science Against Microbial Pathogens”, (2012), 826 – 834.
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