Filtro feito de proteínas do leite elimina vírus da água

A membrana natural promete baratear os sistemas de tratamento de água, eliminando vírus causadores de doenças gastrointestinais e outros.
[Imagem: Archana Palika et al. - 10.1038/s41565-021-00920-5]

Filtro que elimina vírus

Os vírus podem se espalhar não apenas por meio de gotículas ou aerossóis, como o novo coronavírus, mas também pela água.

Na verdade, alguns patógenos potencialmente perigosos, causadores de doenças gastrointestinais, são vírus transmitidos pela água.

Hoje, esses vírus podem ser removidos da água por nanofiltração ou por osmose reversa, mas o alto custo e o forte impacto ambiental desses dois tratamentos significa que eles não protegem a grande maioria da população mundial.

Agora, uma equipe internacional de pesquisadores desenvolveu uma nova membrana de filtragem de água que é altamente eficaz contra os vírus e ainda é ecológica - para fabricá-la são usadas apenas matérias-primas naturais.

O novo filtro funciona com o mesmo princípio usado para remover metais pesados (tratamento de esgoto) ou metais preciosos (mineração) da água.

Membrana de filtragem natural

A membrana foi criada usando proteínas de soro de leite desnaturadas, que se agrupam em filamentos minúsculos chamados fibrilas amiloides. A seguir, essa estrutura de fibrila foi combinada com nanopartículas de hidróxido de ferro (Fe-O-HO).

O método de fabricação é relativamente simples. Para produzir as fibrilas, as proteínas do soro, derivadas do processamento do leite, são adicionadas a um meio ácido e aquecidas a 90 ºC. Isso faz com que as proteínas se estendam e se liguem umas às outras, formando fibrilas. As nanopartículas podem ser produzidas no mesmo vaso de reação, bastando aumentar o pH e adicionar sal de ferro, fazendo com que a mistura "se desintegre" em nanopartículas de hidróxido de ferro, que se ligam às fibrilas amiloides. Finalmente, uma massa de nanocelulose serve como suporte da membrana.

Esta combinação de fibrilas amiloides e nanopartículas de hidróxido de ferro torna a membrana uma armadilha altamente eficaz e eficiente para vários vírus presentes na água. O óxido de ferro, carregado positivamente, atrai eletrostaticamente os vírus, que são carregados negativamente, e os inativa.

As fibrilas amiloides sozinhas não seriam capazes de fazer isso porque, como as partículas virais, elas também têm carga negativa em pH neutro. No entanto, as fibrilas são a matriz ideal para as nanopartículas de óxido de ferro.

Filtros e máscaras

Nos primeiros testes, a membrana de filtragem eliminou da água também os vírus da gripe H1N1 e o novo vírus SARS-CoV-2 com grande eficiência. Em amostras filtradas, a concentração dos dois vírus ficou abaixo do limite de detecção, o que equivale à eliminação quase completa desses patógenos.

Embora a membrana seja projetada principalmente para uso em estações de tratamento de águas residuais ou para tratamento de água potável, ela também pode ser usada em sistemas de filtragem de ar ou mesmo em máscaras.

"Estamos cientes de que o novo coronavírus é transmitido predominantemente por gotículas e aerossóis, mas na verdade, mesmo nessa escala, o vírus precisa ser cercado por água. O fato de podermos removê-lo de forma muito eficiente da água sublinha de forma impressionante a ampla aplicabilidade da nossa membrana," diz Raffaele Mezzenga, do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (Suíça).