Os vírus são reconhecidos como um dos mais importantes agentes patogênicos de veiculação hídrica. Estes agentes virais, tipicamente presentes em águas contaminadas e efluentes devido a condições sanitárias inadequadas, impactam a saúde pública. Por esta razão, processos de remoção e desinfecção do vírus são essenciais para a manutenção da saúde pública.
Nesse sentido, o processo de retenção de vírus serve para que seja possível descontaminar esta água para que seja viável sua utilização para um fim ao qual o vírus não pode estar presente, como por exemplo para fins potáveis ou para utilização da água em processos produtivos como fabricação de fármacos, produtos alimentícios, etc. 
Marcus Vallero, gerente comercial da Suez Water Technologies & Solutions explica que a retenção de vírus é de fundamental importância para a proteção da saúde pública na geração de água potável. No tratamento de esgotos e efluentes contaminados por patógenos é também fundamental conseguir uma remoção da carga viral antes do lançamento nos rios e lagos. 
Mesmo para a geração de água industrial, a remoção e inativação de vírus muitas vezes é até mais exigente do que aquelas requeridas em água potável, notadamente quando a água é considerada como ingrediente que fará parte do produto, como nos casos da indústria de alimentos e na indústria farmacêutica. “Por esta razão, a necessidade de remoção eficiente de vírus tanto no tratamento de águas como no tratamento de efluentes é onipresente, exigindo dos projetistas e fornecedores de tecnologia o devido conhecimento de normas e da melhor combinação de tecnologia para alcançar as remoções e inativações pretendidas” – ressalta Vallero.

A segurança viral é uma parte crítica nesses processos, pois neles são utilizados matérias-primas de fontes de mamíferos, que podem ser seros humanos/animais ou mesmo as linhas celulares das quais os produtos são derivados.  “Embora não existam documentos regulatórios que mencionem especificamente a filtração de vírus como um requisito, o filtro retentivo de vírus deve ser considerado um requisito para plasma humano e produtos derivados de linha celular”, destaca  Alexander Schwartz, especialista da Sartorius.
Sua abordagem é definida em três camadas. Primeiro, as matérias-primas são avaliadas quanto ao risco de contaminação viral. Se os materiais são de risco alto ou moderado e não puderem ser eliminados do processo, o teste deve ser implementado na liberação de qualidade do material e na substância medicamentosa em processo. 

Como o teste viral não é 100% isento de falha, uma estratégia de eliminação viral e validação devem ser realizadas para que uma segurança viral adicional seja fornecida aos pacientes e às instalações fabris. A validação da eliminação viral pode ocorrer em qualquer operação downstream da unidade fabricante onde haja a purificação e separação do produto, como em colunas de cromatografia. Ela também é avaliada em etapas específicas de remoção de vírus, como inativação por baixo pH e filtração retentiva de vírus (geralmente ~ 20nm). 
Emílio Bellini, diretor da Alphenz Engenharia, explica que o vírus possui um tamanho que varia de 0,02 micrômetros (1 micrômetro = 0,001 mm) até 0,3 micrômetros, em geral. A retenção do vírus é um processo físico pelo qual o vírus é retido através de uma membrana de espaçamento menor que 0,01 micrômetros, como por exemplo o processo de ultrafiltração. Há também a possibilidade de inativar ou eliminar o vírus através de processos químicos, como por exemplo o processo oxidativo por simples cloração.
“Como os vírus são medidos em nanômetros, a microfiltração tradicional ou filtros de grau esterilizante não fornecem esta remoção de vírus. Como esses filtros têm cortes extremamente pequenos, a filtração de remoção de vírus de filtração geralmente requer uma pressão muito maior (~ 30 psi) para funcionar e pode ser muito mais sensível a impurezas do fluxo de alimentação. Um pré-filtro pode ser necessário para atingir o rendimento do filtro” – completa Alexander Schwartz. 

Principais tecnologias e como funcionam
Existem muitas tecnologias de separação e desinfecção para a retenção e inativação do vírus. Vallero destaca que os principais processos são os por membranas (UF - ultrafiltração, NF – nanofiltração e OR – osmose reversa), processos de oxidação avançada (Ozônio, Ultravioleta) e inativação química com oxidantes (cloração). 
O mecanismo de remoção de vírus por membranas é a exclusão pelo tamanho do poro. 
O ultravioleta é baseado na inativação da capacidade do vírus de se replicar e o mecanismo do ozônio é baseado em oxidação semi seletiva, pois o ozônio ataca a estrutura proteica do vírus.
“A filtração por membranas funciona através da exclusão devido ao tamanho do poro. Tipicamente, testes são realizados para provar a capacidade de remoção de vírus com surrogates e a própria Organização Mundial da Saúde (OMS) identifica que membranas de ultrafiltração são capazes de remover log 4 (99,999% de remoção) a log 6 (99,99999%) de vírus. Mesmo com este nível altíssimo de remoção de vírus, tipicamente recomenda-se uma etapa complementar baseado na inativação do vírus (UV, Ozônio, cloração)” -  explica o gerente da Suez.

Ele destaca ainda dependendo da origem da água e da remoção de vírus pretendida, é adotado o conceito de multi barreiras, onde duas ou mais tecnologias são convenientemente associadas para conseguir, com segurança, remoção elevada da carga viral. Esse processo é recomendado pela OMS para aumentar a confiabilidade dos sistemas para a efetiva remoção e inativação dos vírus e gerar uma água que consistentemente atinge as metas de proteção da saúde pública. 
De acordo com Bellini, o processo de retenção física do vírus pode ser feita por tecnologias que permitem aplicação de membranas de filtração com diâmetro de poro menor que 0,1 micron (micrômetro), como por exemplo ultrafiltração, nanofiltração e osmose reversa, e até mesmo algumas membranas de microfiltração podem ser adotadas, mas é preciso se atentar ao tamanho do poro tendo em vista que algumas membranas de microfiltração podem ter diâmetro de poro maior que o vírus, podendo permitir que ele não seja retido. 
A diferença entre cada uma das membranas está basicamente no tamanho do poro da membrana e na energia necessária para bombear o fluido pela membrana, ou seja, quanto menor o poro, maior a energia necessária. “Para decidir qual membrana utilizar, é necessário entender bem o objetivo do tratamento se é apenas em termos de retenção de vírus, ou se há outros parâmetros e contaminantes a serem considerados” – ressalta o diretor da Alphenz. 

Já em relação a processos químicos de eliminação do vírus, ele cita diversos processos oxidativos, como desinfecção por cloração, aplicação de reagentes como ozônio, peróxido de hidrogênio (água oxigenada), entre outros, além também de aplicação de luz ultravioleta.
Schwartz explica que para cromatografia - técnica que tem por finalidade geral a separação e/ou purificação de misturas - a purificação de proteína tradicional pode ser aproveitada para remover vírus com base em uma série de propriedades diferentes. No processamento de MAbs, as etapas de cromatografia de proteína A e de troca aniônica são avaliadas quanto à ampla capacidade de eliminação viral, atuando como um ímã para produtos de anticorpos em pH neutro. 
O MAb será carregado na coluna e se ligará ao ligante e as impurezas passarão pela coluna. Quando o carregamento estiver completo, um tampão de baixo pH é usado para desalojar o produto da Proteína A, fornecendo um produto purificado em cerca de 95%. Na cromatografia de troca aniônica no processamento do MAb, um ligante carregado positivamente é usado para se ligar a contaminantes carregados negativamente de modo que o produto simplesmente flua através da coluna. 
“O sucesso das separações de troca aniônica é baseado nos respectivos pontos isoelétricos entre os respectivos produtos e contaminantes” – ressalta  Schwartz. Ele explica ainda que na inativação com pH baixo, o pH da substância do medicamento em bulk é reduzido para menos de 3,6 pH e mantido por um certo tempo. O pH baixo é conhecido por ter grande efeito sobre os vírus envelopados, mas seu efeito é limitado para os vírus não envelopados. 
Para a filtração retentiva de vírus, o produto é passado por um filtro com porosidade em nanoescala. Normalmente para processos Mab são utilizados filtros de 20 nm pois fornecem uma ampla faixa de remoção com base nos mecanismos de exclusão de tamanho.

“Ao fornecer segurança ao cliente e às instalações de produção, pode-se evitar os resultados negativos significativos que estão associados a eventos de contaminação viral. As consequências da contaminação viral incluem fechamento de fábricas, salários perdidos, escassez de medicamentos, perda de capital de equipamento e perda de confiança e valor da empresa” – finaliza Emílio Bellini. 
 

Contato das empresas
Alphenz: www.alphenz.com.br
Sartorius: www.sartorius.com
Suez Water: www.suezwatertechnologies.com.br