Un raggio di luce blu per “oscurare” il COVID-19

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La luce LED Blu è in grado di inattivare batteri e virus tra cui il SARS- CoV 2. A questa conclusione si è giunti grazie ai risultati dei test in vitro, realizzati presso il Laboratorio di Microbiologia e Virologia dell’Università di Siena, in collaborazione con EmoLED, giovane azienda italiana di medical device, risultato di processi di ricerca avanzata nel campo della fotonica. L’interazione con la luce da parte di un organismo vivente o di un microrganismo produce effetti molto diversi su questi ultimi: dalla stimolazione di processi di riparazione e guarigione, là dove vi siano un danno o una patologia, al rallentamento o all’inibizione di processi fisiologici, fino alla morte cellulare, necessaria quando si vogliano inattivare patogeni come batteri e virus. Questo dipende da alcuni parametri di base dell’emissione luminosa, come la lunghezza d’onda, la densità di energia, il tempo e la frequenza di esposizione.

Grazie alla ricerca italiana, nel caso specifico gli scienziati dell’Istituto di Fisica Applicata Nello Carrara del CNR, negli ultimi anni, è stato dimostrato che determinate lunghezze d’onda della luce visibile nell’intervallo del blu (410-430 nm) sono in grado di aiutare, in modo naturale, il processo di guarigione delle lesioni cutanee, senza l’intervento di mediatori farmacologici. Così, come recenti studi in vitro hanno accertato anche l’effetto virucida della Luce Led Blu, in particolare su virus noti come l’adenovirus, il virus respiratorio sinciziale e il SARS-CoV-2.

La luce blu è una lunghezza d’onda che non riesce ad interagire con il DNA delle cellule, quindi, non induce alcuna alterazione di tipo cancerogeno all’uomo, come invece può avvenire con lunghezze d’onda più corte come i raggi UV. “Abbiamo utilizzato la Luce Led Blu a diverse densità di potenza, con tempi diversi, contro alcuni virus respiratori come il virus respiratorio sinciziale e l’adenovirus, in modo da stabilire i parametri necessari per verificare l’attività virucida di questa luce”, spiega Maria Grazia Cusi, professore ordinario di Microbiologia e Microbiologia Clinica dell’Università di Siena. “Dopo avere constatato che la densità di potenza di 120 mW/cm2 per 30 minuti rappresentava la situazione migliore per svolgere un’attività virucida, abbiamo deciso di verificare anche l’effetto di questa luce sul SARS-CoV-2. Abbiamo utilizzato la stessa lunghezza d’onda per 15 e 30 minuti, su una concentrazione elevata di virus (SARS-CoV-2), e dopo l’esposizione alla Luce Led Blu, il materiale è stato raccolto e sottoposto a titolazione virale, ossia, è stata calcolata la quantità di virus vivo presente dopo il trattamento con questa luce. Quello che si è visto – conclude Cusi – è che c’è stato un totale abbattimento della quantità virale nel materiale trattato con la Luce Led Blu, sia a 30 che a 15 minuti. Quindi, la luce a quella lunghezza d’onda, con quella densità, a quella distanza, e per quel determinato tempo era in grado di eliminare completamente il virus SARS-CoV-2.”

Per quanto riguarda l’attività sui virus, si pensa che la Luce Led Blu abbia un impatto sul pericapside o sul capside proteico (l’involucro del virus), danneggiandone così l’integrità, inattivandolo, mentre la capacità battericida avviene attraverso la foto eccitazione delle porfirine intracellulari: il trasferimento di energia causa la produzione di ROS-Reactive Oxygen Species che, se presenti in alte concentrazioni, risultano citotossiche, portando alla morte cellulare. La superfice o l’oggetto irradiato possono essere di qualsiasi materiale. La radiazione è fornita da una sorgente energetica che irradia in modo uniforme la superficie o gli oggetti da sanificare.

Emoled è impegnata nello studio degli effetti della Luce Led Blu nella cura delle lesioni cutanee, in particolare delle ferite croniche: “I nostri studi sono iniziati nel 2006 e al principio ci siamo dedicati a modelli puramente teorici sull’interazione della luce blu con il sangue, dai quali è emerso che potevamo innalzare selettivamente la temperatura di gocce di sangue, grazie all’assorbimento della luce da parte dell’emoglobina, favorendo l’innesco della cascata coagulatoria”, dichiara la dott.ssa Francesca Rossi, Ricercatrice presso l’Istituto di Fisica Applicata Nello Carrara del CNR. “Dopo il modello teorico, ci siamo spostati su quello animale, verificando l’effetto della luce blu sulla coagulazione superficiale. Proseguendo con la ricerca, dopo avere riscontrato l’effetto immediato della fotocoagulazione, abbiamo seguito anche il processo di guarigione delle ferite, verificando una migliore riparazione delle stesse, in tempi più rapidi, rispetto a quelle non trattate. Inoltre, si è visto che il collagene che si andava a ricostituire nella ferita trattata, aveva una morfologia molto simile a quella ‘naturale’. Una volta testata la sicurezza e l’efficacia del trattamento sul modello animale – prosegue Rossi – è iniziata la collaborazione con Emoled, testando il trattamento su alcuni pazienti selezionati, da cui è emerso che, oltre all’effetto termico della Luce Led Blu, c’era un’interazione di tipo fotochimico, che trasferendo energia al tessuto, andava ad interagire a livello cellulare, ad esempio sulla attività dei fibroblasti, modulandone la produzione di collagene, nel processo di guarigione della ferita.”

Questa promettente terapia fotonica, sia per il suo potenziale nell’induzione della guarigione delle lesioni cutanee, che per il suo effetto antimicrobico, è stata definita in letteratura scientifica fotobiomodulazione con Luce Led Blu. La possibilità attraverso la Luce Led Blu di riavviare il processo fisiologico di guarigione di una ferita che, a causa di una patologia, un’infezione o carenze metaboliche, può essersi arrestato, rendendo la ferita cronica, costituisce un grande traguardo, sia per i medici, che per i pazienti, considerando che si stima che nel nostro Paese 2milioni di persone siano colpite da questo problema.

“Nel nostro Centro da qualche anno stiamo sperimentando terapie fotoniche e da un paio di anni abbiamo iniziato ad utilizzare il dispositivo medico a Luce LED Blu Emoled come terapia delle lesioni cutanee, in particolar modo su pazienti con lesioni di varia natura, prevalentemente vascolare, che non rispondono alla terapia standard; pazienti che rappresentano circa il 25% del totale di quelli che noi curiamo”, afferma il prof. Marco Romanelli, ordinario di Dermatologia presso l’Università degli Studi di Pisa. “I risultati ottenuti sono stati molto incoraggianti, considerando che quasi tutti i pazienti trattati hanno ottenuto un significativo miglioramento, avendo raggiunto una guarigione del 50% in sole 4 settimane, e che si trattava di ulcere presenti in media da 2 anni. Il trattamento è ambulatoriale, molto veloce, indolore, e dopo la medicazione il paziente può tornare subito presso il proprio domicilio. La frequenza del trattamento, infine, non deve essere troppo ravvicinata, perché più si mantiene la ferita in un ambiente ottimale, più le cellule si riparano fino alla guarigione. In seguito a questi ottimi risultati raggiunti sulle ulcere croniche – conclude Romanelli – stiamo esplorando altre applicazioni in dermatologia, come le patologie infiammatorie importanti, quali la dermatite atopica, nei casi che non rispondono alle terapie tradizionali.”

“Con l’avvento delle nuove tecnologie che ci permettono di avere degli strumenti molto sofisticati in termini di utilizzo di onde di luce molto selettive, a potenze che prima erano del tutto inimmaginabili e grazie all’avvento dei LED, negli ultimi anni – afferma il dott. Lorenzo Targetti, Amministratore Delegato di Emoled – si sono aperti ampi orizzonti nell’utilizzo di sorgenti luminose, sia in ambito terapeutico, che di inattivazione di virus e batteri.”