MXPA00010843A - Metodo para evitar la mitosis celular en cryptosporidum parvum, usando luz ultravioleta - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a uso de una banda ancha continua de luz ultravioleta en dosis de 10 mJ/cm2 a 175 mJ/cm2 y con una gama de longitud de onda de 200 a 300 nm para tratar agua para beber para eliminar la posibilidad de infección por Cryptosporidium oocists.

Description

MÉTODO PARA EVITAR LA MITOSIS CELULAR EN CRYPTOSPORIDUM PARVUM. USANDO LUZ ULTRAVIOLETA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método para evitar la mitosis celular (división celular) del Cryptosporidi um parvum en agua y, en particular, a un método para evitar las infecciones por oocistos del Cryptosporidium y organismos similares en el agua, usando bajos niveles de luz ultravioleta.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Ha sido, generalmente, bien reconocido que es necesario matar o inactivar los oocistos de manera que ellos no infecten. Esto es especialmente importante en el agua para beber. Uno de tales métodos es el uso de luz ultravioleta ("UV") . La técnica anterior enseña que una dosis de UV de al menos 3000 mJ/cm2 se requiere para inactivar el Cryptosporidi um parvum (Lorenzo - Lorenzo et al., J. Parasitol, 1993, 79, 67-70 y Giardia muris (E. L. Jarol, "Efectos de desinfectantes en quistes de Giardia", GRC Critical Reviews in Environmental Control, 1977 18, 1-28) . Snowball y colaboradores (solicitud de patente del Reino Unido #9416287.2, 08 Nov., 1984; Wat . Res . , 1995, 29, 2583-2586) desarrollaron un aparato que primero filtra y separa los oocistos de Cryptosporidi um y luego los expone a una dosis de UV de 350 a 400 mJ/cm2. La patente enseña el uso de filtros de membranas para atrapar los oocistos de Cryptosporidum, que luego son irradiados con un banco de lámparas de Hg de baja presión, a una dosis de UV de 350-400 mJ/cm2. El filtro es luego retrolavado sobre un segundo filtro y se repite la irradiación. La patente expone que el tratamiento "mata" los organismos. M. J. Lorenzo-Lorenzo, M. E. Area-Mazea, I. Villacorta-Martínez de Maturanay D. Duran-Oreiro, en "Efecto de la Desinfección Ultravioleta del Agua de Beber, en la Viabilidad de los oocistos de Cryptosporidi um parvum", J. Parasi tol . 1993, 79(1) 67-70. El documento expone la prevención de la infección en ratones, después de la exposición a cuando menos 150 minutos de UV desde una lámpara de Hg (presumiblemente) de baja presión. Aunque el documento no es claro, puede inferir que la dosis de UV aplicada por mayor de 5000 mJ/cm2, para obtener una mejor reducción de 2 logaritmos en ineficacia. Los autores reclaman que la exposición a UV por 150 minutos o más "elimina" la infectividad, pero ellos no suministran mecanismos además de decir que "la radiación UV perturba el ADN, causando la formación de dímeros de tiamina y los niveles más altos pueden llevar a la muerta de la célula. A las dosis UV que ellos aplican, casi, con certeza, los efectos observados fueron causados por la muerte celular. En un documento por A. Bushnell, W. Clark, J.

Dunn y K. Salisbury, "Esterilización de Luz Pulsada de los Productos Empacados por las Técnicas de Soplo-Llenado-Sellado", Pharm. Engin . , N1997, Sept/Oct., 74-83, una técnica de UV pulsada para "esterilizar" superficies que contienen bacterias, hongos, esporas, virus, protozoarios y oocystos, se describió. Las dosis de UV requeridas se informó eran mayores de 1000 mJ/cm2. La efectividad del método se ensayó usando la infectividad de ratones. A las dosis de UV reportadas, los efectos se cree se deben a la muerte celular. En un documento por R. LaFrenz, "UVC Pulsada de Alta Intensidad para el Tratamiento del Agua de Beber", Proc . AWWA WQT Conference, Denver, CO., Nov. 1997, se describieron sistemas pulsados similares. Mientras se describen muy pocos detalles, parece que el ensayo de la infectividad del ratón se usó y con la "inactivación" del 100% reclamada de Cryptosporidi um a un nivel de 6 logaritmos en niveles de energía de aproximadamente 200 mJ/cm2 y más. El documento reclama que la UV pulsada supera el "mecanismo de reparación del ADN"; sin embargo, las dosis de UV aplicadas son muyo mayores de las requeridas con una lámpara de Hg de presión media, de estado estable. Por lo tanto, es un objeto de la invención suministrar un método para el tratamiento del agua, de una manera efectiva, de manera que los oocistos de Cryptosporidi um no puedan infectar. Es otro objeto de la invención suministrar un método que usa la luz ultravioleta que sea de costo efectivo en tratar el agua de beber, para eliminar el potencial de la infección por oocistos del Cryptosporidi um. .

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Se ha descubierto, generalmente, que no es necesario "matar" o "inactivar" los patógenos, tal como el Cryptosporidi um parvum o Giardia muris con la luz ultravioleta, con el fin de evitar infecciones; uno necesita sólo aplicar suficiente luz ultravioleta para evitar la "mitosis celular" del organismo. El método de la presente invención impide esta mitosis celular (división celular) por el entrelazamiento del ADN para evitar infecciones. Las dosis de UV requeridas para evitar la mitosis celular, son de órdenes de magnitud menores de las requeridas para "matar" o "inactivar" los oocistos. Esto significa que el costo del tratamiento de UV para evitar la infección por los oocistos de Cryptosporidi um será marcadamente menor. Se ha encontrado que, cuando los organismos biológicos se exponen a la luz ultravioleta (UV) , en el intervalo de 200-300 nm, esta luz UV puede ser absorbida por el ADN, ARN y las proteínas. La absorción por las proteínas puede llevar a la ruptura de las paredes celulares y la muerte del organismo. La absorción por el ADN o el ARN (específicamente bases de timina) se conoce causa el entrelazamiento de los cordones de hélice dobles del ADN o el ARN, a través de la formación de dímeros de la timina. SI se crean suficientes de estos entrelazamientos en el ADN, no pueden separarse en dos cordones y así en la mitosis, y la célula no puede replicarse. Las células que no pueden replicase tampoco pueden infectar. La presente invención utiliza dosis de UV substancialmente más bajas para lograr el estado de mitosis celular obstruida, las cuales son mucho menores (en órdenes de magnitud) de aquéllas requeridas para causar la destrucción de los oocistos de la célula. La presente invención utiliza una lámpara UV de presión media de banda ancha (200 a 300 nm) , para lograr la prevención. Las lámparas de UV de presión media suministran un espectro ultravioleta continuo. Estas lámparas de mercurio de presión media contienen una presión de vapor del mercurio de aproximadamente 1000 mm de Hg, cuando ellas se energizan (las lámparas de mercurio de presión baja contienen una presión de vapor del mercurio de próximamente 0.001 hasta aproximadamente 10 mm de Hg, cuando ellas se energizan). A. M. Braun, M. T. Maurette y E. Oliveros: Photochemical Technology; pp. 109-114; John Wiley & Sons; 1991. La dosis requerida puede ser tan baja como de 10 mJ/cm2. Las dosis mayores de 30 mJ/cm2 suministran más de 4.5 logaritmos de remoción, medida por la infectividad en el ratón. Así, los niveles de dosis son significantemente menores de las usadas antes de resultar en niveles de potencia significantemente menores para lograr los resultados. Por lo tanto, el método suministra un aumento substancial en la efectividad del costo de la reducción de UV en la infección de los oocistos de Cryptosporidi um en el agua de beber. Otras ventajas llegarán a ser evidentes de una lectura cuidados de la siguiente descripción detallada de una modalidad, presentemente preferida, de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una gráfica que muestra la diferencia entre el ensayo de la infectividad y los ensayos in vi tro (excistación y tintes vitales), y la Figura 2 es una gráfica que muestra la correlación entre la escala de banco y las pruebas piloto.

MODALIDAD PRESENTEMENTE PREFERIDA Se llevaron a cabo retos de prueba piloto de Cryptpsoridi um parvum y Giardia muris en un reactor UV de 111 litros, que contiene 6 x lkW lámparas UV de presión media de rayos X, montadas horizontalmente a través de un reactor de tipo torre. Los organismos se introdujeron corriente arriba de un mezclador estático adelante del reactor y se recogieron en filtros de 1 miera, después del reactor. El régimen de flujo general durante la prueba fue de 814 litros/minutos. Los organismos se extrajeron del relleno y se concentraron. Cuatro de las muestras de Cryptpsoridi um se alimentaron a los ratones. Parte del concentrado se retuvo en las pruebas in vi tro .

Las dosis de UV se calcularon de la irradiación promedio (determinada de un modo matemático sofisticado del reactor) por el tiempo de residencia en el reactor (alrededor de 8.3 segundos9: La dosis fue variada apagando una o dos lámparas y a una potencia baja o alta.

RESUMEN DE LOS RESULTADOS En Ensayos in vitro Se usaron dos ensayos in vi tro : los tintes vitales y la excistación. Los valores de la viabilidad del control de proceso se determinaron y eran del 71.7% por el ensayo de tintes vitales. El factor necesario para normalizar estos valores de la viabilidad al 100% se calcularon dividiendo 100 por 71.7 = 139. En seguida de la exposición de los oocistos a varias dosis NV, se determinaron sus valores de viabilidad reales (Tabla 1) y luego se normalizaron multiplicando cada valor de viabilidad con el factor calculado (1.39). Similarmente, los valores de excistación del control del proceso de Cryptpsoridi um y Giardia se normalizaron al 100% y su factor de normalización respectivo se usó para ajustar los valores de excistación para los organismos expuestos a UV. Estos resultados se calcularon como el porcentaje de viabilidad para una prueba de UV, dividido por el porcentaje de la viabilidad para el control del proceso. Haciendo lo anterior, los factores de la viabilidad (porcentaje) para las pruebas in vi tro cambian a aquéllos presentados en la siguiente tabla.

Factores de Viabilidad (por ciento) para las Pruebas in vitro Nota. Cualquier valor mayor del 100% debe ser considerado como siendo el 100% Reducciones Logarítmicas para las Pruebas de infestividad del Ratón del Cryptosporidiw parv?m Análisis Detallado de Datos Tabla 1. Pruebas ip vitro de exposición a UV sobre la viabilidad de Cryptosporidium. parvwn y Giardia muris .

Tabla 2. Efectos de la Exposición UV sobre la infectividad en quistes de Cryptosporidium parvum Mientras se ha descrito en particular una modalidad preferida de la invención, la invención puede ser incorporada de otra manera dentro del ámbito de las reivindicaciones anexas.

Claims (4)

1. REIVINDICACIONES 1. Un método para evitar la mitosis celular de oocistos del Cryptosporidi um parvum, este método comprende: irradiar el agua con una banda ancha continua de luz ultravioleta, en dosis de aproximadamente 10 mJ/cm2 hasta aproximadamente 175 mJ/cm2.
2. 2. Un método, según se define en la reivindicación 1, en que la banda ancha es a una frecuencia de 200 a 300 nm, que usa una lámpara UV.
3. 3. Un método, según se define en las reivindicaciones 1 ó 2, en que la dosis es de aproximadamente 20 mJ/cm2 hasta 30 mJ/cm2.
4. 4. Un método, según se define en la reivindicación 1, en que la banda ancha es una frecuencia de 200 a 300 nm, que usa una lámpara UV de presión media.