Retour de la Silicon Valley : Réduction virale de 96% sans produits chimiques

Virus on Nanostructured Surface

Des pointes de silicium innovantes développées par l’URV et l’Université RMIT neutralisent efficacement 96 % des virus, offrant des environnements de laboratoire et de soins de santé plus sûrs. L’image montre un virus sur une surface nanostructurée. Crédit : ACS Nano

Un projet de recherche international auquel l’URV a participé a conçu et fabriqué une surface dotée de propriétés virucides sans utiliser de produits chimiques.

Une équipe de chercheurs de l’URV et de l’Université RMIT (Australie) a conçu et fabriqué une surface utilisant des moyens mécaniques pour atténuer le potentiel infectieux des virus. Fabriquée en silicium, la surface artificielle est composée d’une série de petites pointes qui endommagent la structure des virus lorsqu’ils entrent en contact avec elle.

La recherche a révélé que ces processus sont efficaces à 96 %. L’utilisation de cette technologie dans des environnements contenant des matériaux biologiques potentiellement dangereux rendrait les laboratoires plus faciles à contrôler et plus sûrs pour les professionnels qui y travaillent.

Le processus de création de surfaces virucides

Percer les virus pour les tuer. Ce concept en apparence peu sophistiqué nécessite une expertise technique considérable et présente un grand avantage : un potentiel virucide élevé ne nécessitant pas l’utilisation de produits chimiques.

Le processus de fabrication des surfaces virucides commence par une plaque métallique lisse, qui est bombardée d’ions pour supprimer stratégiquement le matériau. Le résultat est une surface pleine d’aiguilles qui mesure 2 nanomètres d’épaisseur – 30 000 pourraient tenir dans un cheveu – et 290 de hauteur.

« Dans ce cas, nous avons utilisé du silicium car il est moins compliqué techniquement que d’autres métaux », explique Vladimir Baulin, chercheur au Département de chimie physique et inorganique de l’URV.

Inspiré par la nature et études spécifiques sur les virus

Ce procédé n’est pas nouveau pour Baulin, qui a passé les dix dernières années à étudier les méthodes mécaniques de contrôle des microorganismes pathogènes inspirées du monde naturel : « Les ailes d’insectes tels que les libellules ou les cigales ont une structure nanométrique qui peut percer les bactéries et les champignons », explique-t-il.

Dans ce cas, cependant, les virus sont un ordre de grandeur plus petit que les bactéries, donc les aiguilles doivent être en conséquence plus petites pour avoir un effet sur eux. Un exemple en est le hPIV-3, objet de l’étude de cette recherche, qui provoque des infections respiratoires telles que la bronchiolite, la bronchite ou la pneumonie. Les virus de la parainfluenza provoquent un tiers de toutes les infections respiratoires aigües et sont associés aux infections des voies respiratoires inférieures chez les enfants.

« En plus d’être un virus d’importance épidémiologique, c’est un virus modèle, sans danger pour manipuler, car il ne cause pas de maladies potentiellement mortelles chez les adultes », explique Baulin.

Méthodologie de recherche et efficacité

Le processus par lequel les virus perdent leur capacité infectieuse lorsqu’ils entrent en contact avec la surface nanostructurée a été analysé sur le plan théorique et pratique par l’équipe de recherche. Les chercheurs de l’URV, Vladimir Baulin et Vassil Tzanov, ont utilisé la méthode des éléments finis – une méthode informatique qui divise la surface du virus et traite chaque fragment indépendamment – pour simuler les interactions entre les virus et les aiguilles et leurs conséquences. Parallèlement, les chercheurs de l’Université RMIT ont réalisé une analyse expérimentale pratique, exposant le virus à la surface nanostructurée et observant les résultats.

Applications potentielles et amélioration de la sécurité

Les résultats montrent que cette méthode est extrêmement efficace et rend 96 % des virus qui entrent en contact avec la surface inaptes dans un délai de six heures. L’étude a confirmé que les surfaces ont un effet virucide en raison de la capacité des aiguilles à détruire ou à rendre inaptes les virus en endommageant leur structure externe ou en perçant la membrane.

L’utilisation de cette technologie dans des environnements à risque tels que les laboratoires ou les centres de santé contenant des matériaux biologiques potentiellement dangereux rendrait plus facile la maîtrise des maladies infectieuses et rendrait ces environnements plus sûrs pour les chercheurs, les professionnels de la santé et les patients.

Référence : « Piercing of the Human Parainfluenza Virus by Nanostructured Surfaces » par Samson W. L. Mah, Denver P. Linklater, Vassil Tzanov, Phuc H. Le, Chaitali Dekiwadia, Edwin Mayes, Ranya Simons, Daniel J. Eyckens, Graeme Moad, Soichiro Saita, Saulius Joudkazis, David A. Jans, Vladimir A. Baulin, Natalie A. Borg et Elena P. Ivanova, 21 décembre 2023, ACS Nano.