Звуковите вълни, които вече се използват при медицински изследвания, може би имат изненадваща нова цел: вирусите. В лабораторни експерименти учените демонстрираха как ултразвуковите импулси могат да унищожат вируса на грип А (H1N1) и SARS-CoV-2, който причинява COVID-19. Експериментите показват, че микроскопичните вибрации, причинени от ултразвуковите вълни, са достатъчни, за да разкъсат мембраните, обграждащи вирусните частици, като по този начин вирусите стават неактивни, пише "Science Alert".
Снимка: iStock
Изследването е ръководено от екип от Университета в Сао Пауло, Бразилия, и един ден може да се превърне в алтернатива на антивирусните средства и химическите дезинфектанти за вируси с обвивка, които имат външна мембрана, уязвима на атака. "Това е нещо като борба с вируса с вик", казва компютърният физик Одемир Мартинес Бруно от Университета в Сао Пауло. "В това проучване доказахме, че енергията на звуковите вълни предизвиква морфологични промени във вирусните частици, докато те експлодират – феномен, сравним с това, което се случва с пуканките."
Подробности за експеримента
Лабораторните експерименти са проведени с ултразвукови апарати, използвани в болниците, като вирусите са били изложени на ултразвукови честоти в диапазона 3–20 MHz. Изследователите са заснели физическите промени и след това са проверили дали третираните проби от SARS-CoV-2 все още могат да заразят лабораторни модели на клетки-гостоприемници (Ver-E6 клетки). Има ясни доказателства за физическо разрушаване на вирусните обвивки и впоследствие способността на SARS-CoV-2 да зарази моделните клетки-гостоприемници е значително намалена.
Снимка: iStock
Подходът се основава на акустичен резонанс, като значение имат както честотата на ултразвука, така и формата на вирусните частици. Идеята е, че честотата на звуковата вълна съвпада с естествената честота на вибрациите на вирусната обвивка, което води до усилване на вибрациите, които я унищожават. По същество само вирусът реагира на енергията на звуковите вълни, а не клетките-гостоприемници. При тестваните условия вирусните частици се оказват далеч по-уязвими от околните клетки.
Още: Неуловими звуци може да лекуват Алцхаймер и рак
Анализът потвърждава, че температурата и рН на околните клетки са останали стабилни, което изключва термично или химично увреждане като причина за разрушаването на вирусните частици. Изследователите също така посочват, че вирусните частици като тестваните са сферични, което е оптималната форма за чувствителност към ултразвук.
Още: Родени в годината на Ковид: Отпечатъкът върху децата
"Явлението е изцяло геометрично", казва Бруно. "Сферичните частици, като много от вирусите с обвивка, абсорбират енергията на ултразвуковите вълни по-ефективно. Именно това натрупване на енергия вътре в частицата причинява промени в структурата на вирусната обвивка, докато тя не се разкъса."
Снимка: iStock
Ако тези частици бяха триъгълни или квадратни, въздействието нямаше да е същото. "Ултразвукът вече се използва за стерилизация на стоматологично и хирургично оборудване, но той действа чрез различно физично явление, наречено кавитация, което унищожава биологичния материал", обяснява Бруно. "Докато кавитацията възниква при ниски честоти и унищожава както вирусите, така и тъканите чрез разрушаването на газови мехурчета, акустичният резонанс действа при високи честоти." Ултразвукът с акустичен резонанс би могъл да преодолее някои ограничения на лекарствените терапии.
Още: Нова технология с ултразвук може да разбива кръвните съсиреци
Новият метод не показва същите разрушителни ефекти в моделни клетки-гостоприемници или в околния разтвор при лабораторни условия. И тъй като целта е физическа структура, а не единичен молекулен път, изследователите се надяват, че той би могъл да се справи по-добре с вирусите, когато те мутират (което не би променило физическата форма на частиците), пише още "Science Alert".
Екипът се надява, че новият им подход ще работи и при други вирусни инфекции, и вече е започнал да проучва как денга, Зика и Чикунгуня могат да бъдат атакувани по същия начин.
Това все още не е метод на лечение
Снимка: iStock
Ултразвукът обикновено е безболезнен, неинвазивен, сравнително лесен за прилагане и може да бъде насочван с голяма прецизност, поради което изследователите проучват няколко нови начини за неговото използване, включително за облекчаване на болката в мозъка и за лечение на рак. Това откритие е вълнуващо, но все още не представлява метод на лечение. Предстои още много работа, включително по-нататъшно прецизиране на ултразвуковите честоти.
Още: Насочен ултразвук потиска пристъпите на епилепсия
Това проучване се ограничава до лабораторни тестове, а не до експерименти върху животни или хора, и обхваща само два различни вида вируси. Това е силна отправна точка, но все още е рано за тази технология. "Въпреки че все още е далеч от клинично приложение, това е обещаваща стратегия срещу вирусите с обвивка като цяло, тъй като разработването на химически антивирусни средства е сложно и дава трудни резултати", казва фармакологът Флавио Протасио Верас от Университета в Сао Пауло.
"Освен това това е "екологично" решение, тъй като не генерира отпадъци, не оказва въздействие върху околната среда и не води до развитие на вирусна резистентност."
Изследването е публикувано в "Scientific Reports".
