Propylene glycol maintains the virucidal efficacy of disinfectants at sub-zero temperatures: implications for African swine fever biosecurity

Sintesi Tecnica: Il Glicole Propilenico come Crioprotettore per la Disinfezione dall'ASFV a Temperature Sub-Zero

Definizione del Problema
La peste suina africana (PSA) rimane una minaccia critica per la produzione suinicola globale, non essendo disponibile alcuna vaccino o trattamento approvato nell'Unione Europea. Di conseguenza, la rigorosa biosicurezza e la disinfezione sono le principali misure per limitare la trasmissione del virus. Tuttavia, nei climi temperati e continentali, le condizioni invernali pongono una sfida significativa e spesso sottovalutata: molte formulazioni di disinfettanti liquidi congelano a temperature sub-zero. Sebbene le proprietà virucide chimiche delle sostanze attive possano rimanere intatte, la transizione fisica verso uno stato solido o cristallino impedisce un'adeguata bagnatura della superficie, copertura e contatto tra il disinfettante e le particelle virali. Questo limite fisico compromette l'efficacia pratica della biosicurezza proprio quando la persistenza ambientale del virus è elevata.

Metodologia
Lo studio ha valutato il ruolo del glicole propilenico come additivo crioprotettivo nelle formulazioni di disinfettanti contro il virus della peste suina africana (ASFV), specificamente il ceppo Ba71V. La ricerca ha seguito il quadro del saggio di sospensione dello standard PN-EN 14675, modificato per test a temperature sub-zero.

• Disegno Sperimentale: L'efficacia virucida è stata testata a tre temperature: 21°C (controllo), -10°C e -20°C.
• Condizioni: I saggi sono stati condotti sia con livelli bassi (3,0 g/L di albumina di siero bovino) che alti (10,0 g/L di BSA + 10,0 g/L di estratto di lievito) di sporco organico.
• Selezione del Crioprotettore: Esperimenti preliminari hanno determinato che il 30% (v/v) di glicole propilenico previene efficacementamente il congelamento a -10°C e -20°C senza esibire un'attività virucida indipendente contro l'ASFV. Concentrazioni più elevate (60% e 80%) hanno mostrato effetti virucidi ed sono state escluse per evitare risultati confondenti.
• Disinfettanti Testati: Lo studio ha valutato otto sostanze attive raccomandate per il controllo dell'ASF: ipoclorito di sodio (1%), glutaraldeide (0,1%), perossimonosolfato di potassio (0,5%), soda caustica (2%), acido acetico (3%), formaldeide (0,4%), fenolo (1%) e benzalconio cloruro (1%).
• Procedura: I disinfettanti sono stati pre-miscelati con il 30% di glicole propilenico per garantire che la concentrazione finale di principio attivo rimanesse coerente con le raccomandazioni standard. Il virus è stato esposto alle formulazioni per 30 minuti alla temperatura target, seguito da neutralizzazione e titolazione su monostrati di cellule Vero. L'efficacia è stata misurata come riduzione logaritmica del titolo virale (log₁₀ TCID₅₀/mL), con una soglia di passaggio di ≥4 log₁₀ di riduzione.

Risultati Chiave
L'incorporazione del 30% di glicole propilenico ha mantenuto con successo la fase liquida di tutte le formulazioni testate a -10°C e -20°C, consentendo una valutazione affidabile dell'attività virucida.

• Agenti Altamente Efficaci: Cinque disinfettanti hanno mantenuto una robusta attività virucida (riduzione ≥4 log₁₀) attraverso tutte le temperature e i livelli di sporco quando stabilizzati con glicole propilenico:

  • Ipoclorito di sodio (1%): Ha ottenuto riduzioni comprese tra 4,1 e 4,8 log₁₀.
  • Glutaraldeide (0,1%): Ha ottenuto riduzioni comprese tra 4,2 e 4,8 log₁₀.
  • Perossimonosolfato di potassio (0,5%): Ha ottenuto riduzioni comprese tra 4,3 e 4,8 log₁₀.
  • Soda caustica (2%): Ha ottenuto riduzioni comprese tra 4,2 e 4,7 log₁₀.
  • Acido acetico (3%): Ha dimostrato l'efficacia più elevata, con riduzioni comprese tra 4,8 e 5,5 log₁₀.
  • Notevolmente, per diversi di questi agenti, l'efficacia a -20°C è stata comparabile o leggermente superiore rispetto a quella a 21°C, particolarmente in condizioni di alto sporco.

• Efficacia Limitata o Non Misurabile: Tre agenti hanno mostrato una prestazione insufficiente o non sono stati valutabili con precisione:

  • Formaldeide (0,4%) e Benzalconio cloruro (1%): Hanno mostrato basse riduzioni log₁₀ (circa 1,2–1,8). Gli autori attribuiscono questo principalmente all'alta citotossicità di questi composti verso le cellule Vero, che ha impedito una valutazione accurata post-incubazione in presenza di glicole, piuttosto che a una perdita di attività virucida.
  • Fenolo (1%): Ha mostrato un minimo effetto virucida (riduzioni <1,3 log₁₀), suggerendo una potenziale interazione fisicochimica con il glicole o una intrinseca bassa efficacia contro l'ASFV in queste specifiche condizioni.

Contributi Chiave

1. Validazione della Crioprotezione: Lo studio fornisce prove sperimentali che il 30% di glicole propilenico agisce come un efficace crioprotettore, prevenendo il congelamento delle formulazioni di disinfettante a -10°C e -20°C senza compromettere l'efficacia virucida dei composti altamente attivi.
2. Differenziazione degli Effetti: La ricerca ha distinto con successo tra il ruolo crioprotettivo del glicole e la sua potenziale attività antivirale, confermando che il 30% di glicole da solo non riduce i titoli di ASFV.
3. Interazione Temperatura-Sporco: I dati suggeriscono che la combinazione di temperature sub-zero e stabilizzazione crioprotettiva può mitigare parzialmente gli effetti antagonistici della materia organica sull'efficacia del disinfettante, potenzialmente a causa del rallentamento della cinetica di reazione tra i substrati organici e i disinfettanti alle basse temperature.

Significato e Rivendicazioni
L'articolo sostiene che il limite fisico del congelamento sia una lacuna importante nelle strategie di disinfezione invernale. Incorporando il glicole propilenico, i protocolli di biosicurezza possono mantenere l'integrità dello stato liquido dei disinfettanti, garantendo una corretta copertura superficiale e un tempo di contatto sufficiente anche in condizioni di gelo.

Gli autori concludono che le formulazioni stabilizzate con glicole offrono un approccio scientificamente fondato per migliorare la biosicurezza stagionale nei climi freddi. Per i disinfettanti altamente attivi (ipoclorito di sodio, glutaraldeide, perossimonosolfato, soda caustica ed acido acetico), l'aggiunta di glicole propilenico assicura prestazioni stabili e affidabili attraverso un ampio intervallo di temperature. Sebbene lo studio rilevi limitazioni nella valutazione di formaldeide, benzalconio cloruro e fenolo a causa della citotossicità o della ridotta performance, i risultati generali supportano l'implementazione di disinfettanti stabilizzati con glicole per ridurre il rischio di persistenza virale e diffusione meccanica durante i mesi invernali.