Un proxecto de investigación da Escola de Camiños da UDC, seleccionado polo Instituto de Salud Carlos III na convocatoria de estudos sobre a COVID-19

O profesor Fermín Navarrina, do Grupo de Métodos Numéricos en Enxeñería, da Escola Técnica Superior de Enxeñeiros de Camiños, Canles e Portos da Universidade da Coruña, lidera un proxecto de investigación seleccionado polo Instituto de Saúde Carlos III no marco da convocatoria especial para financiar estudos sobre o SARS-COV-2 e a enfermidade COVID-19 que contribúan a un mellor diagnóstico e tratamento clínico de pacientes do Sistema Nacional de Saúde que fosen infectados por este virus, así como á preparación e resposta de saúde pública no contexto da pandemia

O proxecto, chamado “VirionBreak: Cálculo dinámico da cápside do SARS-CoV-2 para a súa destrución por resonancia”, ten un orzamento de 59.250 euros e unha duración prevista dun ano. No proxecto participan investigadores das Escolas de Enxeñeiros de Camiños da Universidade da Coruña e da Universidade Politécnica de Madrid, da Universidade de Viena e das Universidades de Michigan e Purdue, en Estados Unidos.

Os virus carecen de metabolismo propio, polo que necesitan infectar células de organismos vivos para reproducirse. O virión, que é como se denomina á partícula completa do virus, é unha cápsula -denominada cápside- en cuxo interior se atopa o material xenético do virus. A cápside desenvolve dúas funcións que son fundamentais para a pervivencia do proceso infeccioso: cando o virión atópase en estado libre, antes de infectar unha célula, esta cápsula protexe o material xenético que se atopa no seu interior; e cando o virión entra en contacto accidentalmente cunha célula sa, a mesma cápsula actúa como unha coitela que abre unha brecha na parede celular e permite que o material xenético do virus se introduza na célula e tome o control da súa maquinaria. A partir dese momento a célula infectada empezará a fabricar copias do virión orixinal (cada unha formada por unha cápside que conterá o material xenético replicado), que posteriormente quedarán en liberdade e poderán infectar á súa vez outras células.

Por iso, segundo explica o catedrático da área de Matemática Aplicada, “unha das posibles estratexias para a eliminación do virus é tentar destruír as cápsides dos viriones. Se isto se consegue, o material xenético do virus perderá a capacidade de introducirse nas células sas e ao quedar exposto, sen protección fronte á agresión ambiental, degradarase paulatinamente. A infección, polo tanto, detense”.

A cápside é unha estrutura tridimensional. Unha estrutura só pode vibrar libremente (é dicir, sen unha acción exterior permanente que manteña a vibración) cunhas determinadas frecuencias, que se denominan frecuencias naturais ou propias, por ser características de cada estrutura. E cando unha estrutura está sometida a unha acción exterior, oscilante, cuxa frecuencia coincide sensiblemente cunha das súas frecuencias propias prodúcese un fenómeno denominado resonancia, en virtude do cal as vibracións se amplifican ata acabar provocando eventualmente o colapso estrutural. Unha característica importante da resonancia é o carácter acumulativo da transferencia de enerxía no proceso, polo que con relativamente pouca potencia pódese chegar a provocar un gran dano estrutural. Por iso, cando se deseña unha gran estrutura é esencial evitar que as súas frecuencias propias coincidan coas que son características dos terremotos ou dos refachos de vento ou da ondada, no seu caso. Este tipo de cálculos son imprescindibles, por motivos obvios, en moitos proxectos de Enxeñería.

O obxectivo deste proxecto de investigación, concreta o profesor, é realizar unha análise dinámica estrutural da cápside do virus SARS-CoV-2 co fin de obter as súas frecuencias propias de vibración. Para iso desenvolverase un modelo numérico específico, similar aos que se utilizan para o cálculo e deseño de grandes obras de Enxeñería. Estes cálculos permitirán identificar as frecuencias que poidan provocar o maior dano posible na cápside, e estimar a potencia necesaria para iso. Espérase que esta información permita finalmente deseñar e construír un dispositivo emisor de radiofrecuencia ou de ultrasóns que sexa capaz de destruír totalmente ou danar de forma irreparable as cápsides dos viriones.

No caso de que o proxecto se desenvolva tal e como esperan os investigadores, a construción dun prototipo e a súa fabricación posterior poderían realizarse nun prazo relativamente breve e con custos razoablemente baixos. O dispositivo en cuestión podería utilizarse con fins profilácticos de forma inmediata para a desinfección de material inerte e de residuos biolóxicos contaminados. No caso de que as frecuencias de vibración e a enerxía necesaria para provocar a destrución da cápside do coronavirus resulten inocuas para o ser humano, o mesmo principio podería tamén aplicarse para o tratamento terapéutico, unha vez superadas as distintas fases do preceptivo ensaio clínico que sería necesario levar a cabo.

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.