Abordagem Inovadora para Purificação de Água Usando Nanopartículas de Prata

A síndrome respiratória aguda grave coronavírus-2 (SARS-CoV-2) é o vírus que causa uma doença severa conhecida como Coronavírus-2019 (COVID-19). Desde o começo de 2020, esse vírus se espalhou pelo mundo, levando a mais de 775 milhões de casos e mais de 7 milhões de mortes. A Organização Mundial da Saúde (OMS) declarou uma Emergência de Saúde Pública em janeiro de 2020. Os impactos da COVID-19 geraram muitos estudos com o objetivo de encontrar formas de reduzir a propagação do vírus. Uma forma importante, mas muitas vezes ignorada, de como o vírus pode se espalhar é através de água contaminada com resíduos humanos que contêm o vírus. Pesquisas mostram que o vírus pode sobreviver na água por até sete dias em temperatura ambiente.

O SARS-CoV-2 foi encontrado em águas residuais, o que levanta preocupações sobre a possibilidade de transmissão do vírus através de água contaminada. Isso inclui águas residuais de hospitais, navios de cruzeiro e aviões que não foram tratados adequadamente. É importante encontrar formas de lidar com esse problema, já que corpos d'água podem ser uma fonte escondida de transmissão do vírus. Este estudo tem como objetivo encontrar uma solução de baixo custo para remover o SARS-CoV-2 da água, o que pode ajudar a desacelerar a propagação da doença.

#Nanopartículas de Prata e Seus Usos

As nanopartículas de prata (AgNPs) são partículas minúsculas de prata que têm propriedades únicas. Elas são menores e se comportam de forma diferente da prata em grande quantidade. Por causa do seu tamanho e características, são amplamente usadas como agentes antimicrobianos, o que significa que podem matar bactérias e vírus. Estudos mostraram que as nanopartículas de prata podem combater efetivamente vários tipos de microrganismos, incluindo bactérias e vírus.

A eficácia das nanopartículas de prata vem do seu pequeno tamanho e grande área de superfície, que as ajuda a se mover através das membranas celulares até os locais-alvo. Esse movimento pode causar efeitos tóxicos em células vivas em baixas concentrações. Portanto, fabricar essas nanopartículas por métodos ecológicos oferece alternativas seguras para tratar infecções.

Este estudo foca no uso de nanopartículas de prata feitas de Moringa Oleifera, uma planta conhecida por seus benefícios à saúde, como desinfetante para água infectada com SARS-CoV-2. As folhas de Moringa oleifera contêm compostos que têm efeitos antioxidantes e Antibacterianos, tornando-as úteis no combate a infecções. Esses compostos também ajudam na criação de nanopartículas de prata, tornando-as atraentes para uso como agentes antimicrobianos seguros e de baixo custo.

#Síntese e Caracterização de Nanopartículas de Prata

Neste estudo, nanopartículas de prata foram criadas com sucesso usando extratos de folhas de Moringa oleifera, e vários testes foram realizados para analisar suas propriedades. Primeiro, mudanças visuais na mistura indicaram que as nanopartículas de prata foram formadas, mudando de cor de amarelada para marrom escuro. A presença das nanopartículas foi confirmada usando espectroscopia UV-Vis, que mostrou um pico característico típico das nanopartículas de prata.

Testes adicionais, como Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), mostraram os diferentes compostos presentes no extrato de Moringa que ajudaram a produzir as nanopartículas de prata. A Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM) ajudou a observar a forma e o tamanho das nanopartículas, confirmando que tinham formas e tamanhos variados, mas ainda mantinham sua eficácia. A análise de Difração de Raios-X (XRD) verificou a estrutura cristalina das partículas, indicando que as nanopartículas eram estáveis.

#Atividade Antibacteriana

Para confirmar a eficácia das nanopartículas de prata, testes foram realizados para ver quão bem elas poderiam matar bactérias. Isolados clínicos de Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus foram usados para os testes. Os resultados mostraram que as nanopartículas de prata eram eficazes em matar bactérias, com doses maiores levando a uma atividade antibacteriana maior.

Esses achados confirmam que as nanopartículas de prata interrompem as membranas celulares bacterianas, impedindo o crescimento e a replicação. Isso está alinhado com outras pesquisas que mostram que as nanopartículas de prata podem inibir o crescimento bacteriano de forma dependente da dose, levando à quebra e morte celular.

#Ensaios de Citotoxicidade

Depois de confirmar que as nanopartículas de prata mataram bactérias efetivamente, o estudo avaliou sua segurança em células vivas. Especificamente, células Vero, que são comumente usadas em estudos laboratoriais, foram tratadas com as nanopartículas para determinar uma concentração segura. Os resultados mostraram um efeito dependente da dose, onde doses mais altas afetaram a viabilidade celular. O valor IC50, que indica a concentração na qual 50% das células são inibidas, foi encontrado relativamente baixo, sugerindo que as nanopartículas são seguras para uso, pois não prejudicam significativamente as células humanas.

#Teste de Atividade Antiviral

O estudo também visou testar a eficácia das nanopartículas de prata contra o SARS-CoV-2. Para isso, um teste de PCR quantitativa (qPCR) foi usado, que é um método comum para detectar a presença de RNA viral em amostras. As nanopartículas de prata foram misturadas com amostras contendo o vírus e incubadas por um período determinado.

Com o passar do tempo, os resultados mostraram que as nanopartículas tiveram um impacto positivo na redução da eficácia do vírus. Especificamente, os resultados dos testes indicaram que a presença de nanopartículas de prata aumentou os valores do limite de ciclo (Ct). Valores de Ct mais altos sugerem que há menos carga viral na amostra, significando que as nanopartículas estavam inibindo efetivamente o vírus.

No geral, esses resultados são promissores, indicando que as nanopartículas de prata biossintetizadas podem reduzir a presença de SARS-CoV-2 na água sem serem tóxicas para as células vivas. Isso sugere que as nanopartículas de prata criadas a partir de Moringa oleifera poderiam ser um método eficaz e seguro para limpar água contaminada.

#Conclusão

Este estudo demonstrou que as nanopartículas de prata feitas de folhas de Moringa oleifera podem inibir efetivamente o vírus SARS-CoV-2 e matar bactérias nocivas. As nanopartículas mostraram potencial como uma alternativa de baixo custo e menos tóxica para tratar água contaminada. Os achados podem ter implicações significativas para a saúde pública, especialmente em esforços para controlar a propagação da COVID-19 através de corpos d'água. Pesquisas futuras podem se basear nesses resultados para desenvolver aplicações práticas para essas nanopartículas em estratégias de purificação da água e controle de infecções.

#Materiais e Métodos

#Preparação do Material Vegetal

Folhas frescas de Moringa oleifera foram coletadas e limpas cuidadosamente. Uma mistura das folhas e água deionizada foi preparada e aquecida em um micro-ondas até que uma cor amarelo-verde aparecesse. Após esfriar, a mistura foi filtrada para obter o extrato das folhas para uso posterior.

#Síntese de Nanopartículas de Prata

As nanopartículas de prata foram produzidas misturando o extrato das folhas com uma solução de nitrato de prata. A mistura foi aquecida no micro-ondas por um curto período, e a mudança de cor indicou que as nanopartículas haviam se formado. As nanopartículas resultantes foram purificadas por centrifugação.

#Caracterização de Nanopartículas de Prata

As propriedades das nanopartículas de prata sintetizadas foram analisadas usando várias técnicas, incluindo espectroscopia UV-Vis e FTIR para determinar os grupos funcionais e a composição. A morfologia e o tamanho foram examinados usando SEM, enquanto a XRD foi usada para confirmar a estrutura cristalina.

#Teste Antibacteriano

As atividades antibacterianas das nanopartículas de prata foram avaliadas usando isolados clínicos de Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus. Os testes envolveram medir os zonas de inibição para determinar a eficácia de diferentes concentrações.

#Teste de Citotoxicidade

Para avaliar a segurança em células vivas, células Vero foram expostas a concentrações variadas de nanopartículas de prata. A viabilidade celular foi determinada usando um ensaio comercial para encontrar o valor IC50.

#Teste Antiviral

A atividade antiviral foi medida misturando as nanopartículas de prata com amostras virais e usando qPCR para avaliar a carga viral ao longo do tempo. O aumento nos valores Ct indicou a eficácia das nanopartículas contra o SARS-CoV-2.