Tratamentul cu ozon pentru eliminarea bacteriilor si SARS-CoV-2 din mediile medicale 

Autori: Craig Westover, Savlatjon Rahmatulloev, David Danko, Ebrahim Afshinnekoo, Niamh B. O’Hara, Rachid Ounit, Daniela Bezdan, Christopher E. Mason

Bacteriile patogene și virusurile din mediile medicale pot duce la complicații de tratament și infecții dobândite în spital (HAIS), iar protocoalele de curățare actuale nu abordează zonele greu accesibile sau care pot fi dincolo de tratamentul line-of-Sight, cum ar fi radiațiile ultraviolete. La momentul scrierii, pandemia în curs de desfășurare a noului coronavirus cunoscut sub numele de coronavirus roman (2019-nCoV) a cauzat peste 4 milioane de cazuri la nivel mondial și se preconizează că va avea vârfuri multiple, cu posibile regurări pe parcursul anului 2020. Prin urmare, este imperativ ca metodele de dezinfectare să fie utilizate între timp pentru a ține pasul cu furnizarea de echipamente individuale de protecție (EIP) și pentru a steriliza o gamă largă de suprafețe, pe măsură ce dispozitivele de blocare în carantină încep să fie ridicate.

Aici, am testat eficacitatea dispozitivelor de ozon Sani Sport ca mijloc de tratare a echipamentelor și suprafețelor spitalului pentru uciderea bacteriilor, degradant sintetic sindromul respirator acut sever coronavirus 2 (SARS-CoV-2) ARN, și ARN din capsid non-replicative închise SARS-CoV-2. Am observat o ucidere rapidă a bacteriilor relevante din punct de vedere medical și de mediu (Escherichia coli, Enterococcus fecalis, Bacillus subtilis și Deinococcus radiodurans) pe patru suprafețe (pături, cateter, telecomenzi și seringi) în 30 minute și până la o reducere de 99% a bacteriilor viabile la sfârșitul ciclurilor de tratament de 2 de ore. Degradarea semnificativă a ARN-ului sintetic s-CoV-2 a fost observată o oră în tratamentul cu ozon în comparație cu controalele netratate și s-a demonstrat că o formă non-replicativă a virusului a avut o degradare semnificativă a ARN la 30 minute în comparație cu un control fără tratament și degradarea ARN-ului ar putea fi detectată în mod fiabil la 10,000 și 1,000 de copii ale virusului per probă. Aceste rezultate arată un potential puternic a tratamentului cu ozon pentru reducerea riscului de infecție și HAIs.

Discutii

Rezistența la antibiotice este o povară financiară majoră pentru sistemul de sănătate din statele Unite, adesea asociată cu infecții comune în spitale, care sunt cauzate de partajarea de camere de pacienți infectați, transmiterea de către lucrătorii din spitale, creșterea excesivă a agenților patogeni în propriul microbiom al pacientului, și interacțiunile cu suprafețele și echipamentele care adăpostesc aceste bacterii patogene. Din fericire, sunt în curs de dezvoltare alternative la antibiotice pentru a prelua această provocare de îngrijire.

Constatările noastre oferă suport că tratamentul cu ozon este o metodă eficientă de sterilizare pentru a combate HAIS în medii medicale. Raportăm uciderea rapidă a majorității bacteriilor relevante din punct de vedere medical în 30 de minute și până la o reducere de 99% a bacteriilor viabile la sfârșitul ciclurilor de tratament de 2 de ore, cu o gamă de kill jurnal de 3-4 ori. Aici, am folosit un generator de ozon de la Sani Sport, dar fără modificări sau modificări ale instrumentului. Ca atare, modificările debitului, presiunii sau temperaturii ar putea crește eficacitatea acestei metode și, eventual, ar putea reduce speciile bacteriene pe suprafețele comune ale spitalului în mai puțin timp (~10-15 minute).

Este interesant de remarcat faptul că suprafețele diferite au condus la variații în reducerea aceleiași specii bacteriene. De exemplu, experimentele cu seringi și cu cateter bacteriileu fost ucise cu o viteză mai mică decât cele de pe telecomenzii și 12 experimente cu plăci de sondă. O explicație probabilă pentru acest lucru este că bacteriile au fost inoculate direct pe suprafețele plăcilor cu 12 de puț și ale telecomenzii și astfel ozonul ar putea interacționa cu mai multe bacterii fără nici un obstacol. Indiferent de situație, tratamentul cu ozon a demonstrat în continuare reduceri bacteriene chiar și atunci când sunt inoculate în interiorul structurilor asemănătoare tubului, cum ar fi cateterele și seringile. În plus, ozonul poate să nu deterioreze echipamentele sensibile (față de înălbitor), care pot asigura utilizarea continuă a echipamentelor sterilizate în medii medicale. Alte activități ar putea explora mecanismele prin care bacteriile răspund la acest tratament. Se consideră că ozonul perturbă integritatea membranei și, prin urmare, monitorizarea viabilității în acest context poate oferi o metodologie mai conservativă. Deși utilizarea CFU ca metodă de evaluare a reducerii bacteriene a fost standardul de aur în multe experimente pe curba de ucidere, această metodă este limitată în a fi în măsură să discrimineze celule viabile, dar nu cultivabile (VBNC), și alte metode, cum ar fi propidium monoazidă (PMA)-qPCR sau citometria de flux ar putea fi, de asemenea, utilizate. În contextul testării suplimentare a bacteriilor patogene cunoscute a intra în statele VBNC, ar fi util să se utilizeze aceste metode împreună cu numărul de unități de formare a coloniilor.

De asemenea, ar fi interesant să se utilizeze secvențierea ARN pentru a studia răspunsul la stres la tratamentul cu ozon în diferite specii de bacterii hai. În timp ce metodele noastre aici demonstrează că 20 ppm de ozon poate reduce sever mai multe populații bacteriene, nu este puțin cunoscut despre genele de răspuns la stres activat ca răspuns la ozon. Utilizarea acestor răspunsuri la stres este, de obicei, mediată de mecanisme de reglementare globale care afectează căile biochimice care duc la schimbări fiziologice care conferă supraviețuire. Presupunem că rețelele de reglementare, cum ar fi șocul termic, integritatea membranei și deteriorarea ADN-ului pot fi activate. În special, este interesant de remarcat faptul că ozonul ucide D. radiodurans, deoarece s-a știut că această specie are capacitatea unică de a-și reconstrui genomul fragmentat ca răspuns la radiațiile ionizante. Există o serie de teorii ale modului în care D. radioduranii sunt capabili să supraviețuiască unor astfel de stressori extremi, una dintre ele fiind o capacitate neobișnuită de a evita proteinele induse de radiații oxidare, astfel ar fi interesant să studiem căile de răspuns la stres în contextul tratamentului mediat de ozon Sani sport. Înțelegerea acestor mecanisme poate fi utilă pentru descoperirea unor gene noi pentru o multitudine de specii de bacterii care să descifreze caracteristicile fenotipice, reglementarea virulenței și capacitatea de supraviețuire, care pot avea impact asupra altor medii medicale, cum ar fi ambulele și asupra mediilor urbane mai largi din întreaga lume.

Aici descriem o nouă metodă de determinare a degradării ARN într-o degradare parțială robustă pentru s-CoV-2 prin utilizarea virusului neinfecțios cu deficit de replicare, care seamănă îndeaproape cu virusul de tip sălbatic. În timp ce degradarea ARN s-a dovedit a fi principalul mecanism de inactivitate virală pentru a valida în continuare aceste rezultate trebuie utilizate teste tradiționale pentru plăci virale care utilizează virusul infecțios SARSS-CoV-3-2. Cu toate acestea, această metodă oferă o modalitate sigură pentru laboratoarele care nu sunt echipate cu dulapuri cu nivel mai ridicat de biosecuritate pentru a măsura eficacitatea tratamentului viricidelor. După cum s-a demonstrat că eficiența filtrării măștii N95 este rezistentă la deteriorare prin mai multe cicluri sau doze mari de ozone, ozonul poate fi o opțiune viabilă pentru sterilizarea EIP, dar și a mai multor tipuri diferite de suprafețe. În timp ce limita noastră de detectare folosind primerii și chimia qPCR a fost de 1000 de copii ale virusului neinfecțios; această metodologie ar putea fi, de asemenea, adaptată la alte seturi de amorse și kituri qPCR pentru a măsura probabil cantități și mai mici de copii ale virusului pe mostra.

Vezi articolul original AICI