El Laboratorio de Biomateriales y Bioingeniería de la UCV –grupo de investigación liderado por el profesor Ángel Serrano- ha descubierto un nuevo material biodegradable de origen marino que destruye el SARS-CoV-2. Se trata del alginato de calcio, que se extrae de las algas pardas, no tóxico e incluso comestible. De hecho, se trata de un material utilizado por muchos chefs en la alta cocina. Su validez para la fabricación de tecnología sanitaria ha sido comprobada tanto en las avanzadas instalaciones de la Facultad de Veterinaria y Ciencias Experimentales de la UCV como en las de la Universidad de Kioto (Japón), donde se ha validado frente a la variante delta del SARS-CoV-2.

Los alginatos son unos biopolímeros hidrófilos con una inmensa gama de aplicaciones biomédicas debido a sus excelentes propiedades químicas, físicas y biológicas. Antes del estallido de la pandemia ya se conocían sus propiedades y estaban aprobados para su uso médico por la FDA, agencia gubernamental estadounidense responsable de la regulación de alimentos, fármacos, cosméticos, tecnología sanitaria, productos biológicos y derivados sanguíneos. Estos dos aspectos, sobre todo en lo referente a su carácter biodegradable y biocompatible, convertían a los alginatos en unos materiales prometedores en la lucha contra la transmisión de virus, como publicó previamente el profesor Serrano en la revista ACS Applied Bio Materials de la Sociedad Americana de Química, en colaboración con la Universidad de Macao, China.

Tras diversos y fructíferos proyectos con alginatos, el grupo de investigación liderado por Serrano, perteneciente al Centro de Investigación Traslacional San Alberto Magno (CITSAM), ha estudiado en esta ocasión la citotoxicidad y actividad antiviral del alginato de calcio en forma de películas frente a virus con envoltura como el SARS-CoV-2.

Los resultados han mostrado que estas películas, preparadas por la técnica de evaporación del disolvente y posterior entrecruzamiento con cationes de calcio, son biocompatibles en queratinocitos humanos y capaces de inactivar virus con envoltura como el bacteriófago phi 6 con una reducción de 1,43 log (94,92% de inactivación viral) y la variante Delta del SARS-CoV-2 con una reducción logarítmica de 1,64 (96,94 % de inactivación viral) en los títulos del virus. La actividad antiviral de estas películas puede atribuirse al diseño especial de estas películas con sus cargas negativas compactadas, que pueden unirse a las envolturas virales inactivando los receptores de membrana.

En este trabajo ha participado la investigadora predoctoral de la UCV Alba Cano y los investigadores Rina Hashimoto y Kazuo Takayama de la Universidad de Kioto, Japón.

El Laboratorio de Biomateriales y Bioingeniería de la UCV liderado por Serrano, referente en la creación de materiales y tecnología sanitaria contra la covid-19

La pandemia por SARS-CoV-2, extendida ya durante más de dos años, ha demandado a lo largo de su transcurso el desarrollo urgente de materiales sanitarios alternativos capaces de inactivar el coronavirus que causa la covid-19.

El desarrollo de mascarillas y pantallas antiCOVID-19 está entre los avances más destacados conseguidos por el grupo de investigadores del Laboratorio de Biomateriales y Bioingeniería de la UCV que lidera el propio Serrano, que ha sido incluido recientemente por la Universidad de Stanford (EE.UU.) en su Top 2% de los investigadores más influyentes del mundo.

Este Laboratorio es el responsable, por ejemplo, de haber desarrollado los primeros filtros capaces de inactivar el SARS-CoV-2 y otros virus con envoltura como la gripe en menos de un minuto, tecnología sanitaria revolucionaria que permitió la creación de las mascarillas FFPCOVID MASK, fabricadas y distribuidas por la empresa valenciana Visormed. Esta tecnología supuso “un paso adelante” en la protección frente a la pandemia, dado que las mascarillas convencionales “no tienen capacidad antimicrobiana, y sólo impiden que el virus llegue a las vías respiratorias”, según recuerda el propio Serrano.

Las FFPCOVID MASK, un producto totalmente valenciano, no sólo sirven para combatir la transmisión de la covid-19, o de un virus como la gripe, también son útiles como protección frente a las bacterias multirresistentes, que no pueden ser destruidas con antibióticos y constituyen un gran riesgo para la salud mundial en el presente y el futuro. La Organización Mundial de la Salud, de hecho, ha estimado que para el año 2050 “es muy probable que haya más fallecimientos por infecciones con bacterias de este tipo que incluso por cáncer”, según apunta el investigador de la UCV.

Tras las FFP2, llegaron las mascarillas quirúrgicas para adultos y niños, menos costosas, capaces también de inactivar al instante el SARS-COV-2 y bacterias resistentes a antibióticos como la Staphylococcus aureus y Staphylococcus epidermidis, resistentes a la meticilina.

Más recientemente Serrano ha desarrollado un material transparente con actividad antimicrobiana intrínseca que protege a la persona y evita los residuos infecciosos y consigue el mismo efecto que las mascarillas. Con este nuevo material se han creado pantallas faciales, muy útiles para los trabajadores sanitarios, y pantallas separadoras para mostradores o vehículos, válidas para otros productos como cascos, gafas o máscaras de plástico.

Nuevos materiales biodegradables antimicrobianos

Además, Serrano ha patentado nuevos materiales biodegradables con capacidad antimicrobiana para diversas aplicaciones biomédicas como la ingeniería tisular para regenerar hueso y otro tipo de tejidos. Otro de sus grandes descubrimientos incluye la demostración de la capacidad antibacteriana y antiviral de las nanofibras de carbono en estado puro e incorporadas en otros materiales de gran interés industrial como son el alginato y el poli (3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato), comúnmente conocido como PHBV, que son materiales no tóxicos, biodegradables, biocompatibles y renovables.

Los nanomateriales basados en el carbono, materiales antivirales de nueva generación frente al SARS-CoV-2 y otros doce virus

Serrano publicó, asimismo, un artículo de investigación en la prestigiosa revista ACS Nano (índice de impacto 15.881) de la American Chemical Society afirmaba que nanomateriales basados en el carbono (CBNs, de sus siglas en inglés) con baja o ninguna toxicidad para los humanos son “tratamientos prometedores” contra la neumonía provocada por la covid-19, junto a otros virus, bacterias y hongos, incluidos aquellos multirresistentes a los fármacos.

La Universidad de Harvard y el MIT incluyeron sus investigaciones en un estudio mundial

Otro de los hitos en la investigación desarrollada por el profesor de la UCV es el estudio publicado en 2020 en la revista Science of the Total Environment (Elsevier) sobre el efecto de la temperatura en la transmisión de covid-19 durante la etapa inicial de transmisión de la enfermedad en España. En el mismo, Serrano concluía que no se habían hallado evidencias científicas de que exista una reducción de casos con el aumento de la temperatura, lo que hacía prever que el verano probablemente no acabaría con el virus, al contrario de lo que afirmaban muchos expertos e instituciones oficiales. Esta investigación fue incluida por la Universidad de Harvard y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en su estudio mundial sobre covid-19 y clima.

También el año pasado Serrano publicó una investigación -en colaboración con otros científicos-  en la que se demostraba que el confinamiento no produjo una fuerte reducción de la polución del aire en España en todas sus formas. El profesor de la UCV estudió las variaciones en la calidad del aire respecto de los niveles de monóxido de carbono, dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno, ozono y PM10 (pequeñas partículas sólidas o líquidas de polvo, cenizas, hollín, partículas metálicas, cemento o polen, dispersas en la atmósfera).