Физики научились взрывать вирусы с помощью звуковых волн

Ультразвук, десятилетиями используемый в медицине для диагностики, может стать принципиально новым оружием в борьбе с пандемиями. Исследователи из Университета Сан-Паулу (Бразилия) экспериментально доказали, что высокочастотные звуковые волны способны физически разрушать оболочки вирусов гриппа А и SARS-CoV-2, делая их абсолютно безвредными. Работа была опубликована в журнале Scientific Reports.

Ученые сравнивают принцип действия новой технологии с «криком». В лабораторных условиях образцы возбудителей подвергались воздействию ультразвука частотой от 3 до 20 МГц с использованием стандартного медицинского оборудования. Под воздействием микроскопических вибраций липидная оболочка вируса начинает резонировать и деформироваться.

"Энергия звуковых волн вызывает морфологические изменения в вирусных частицах, пока они буквально не взрываются. Это похоже на то, как лопаются кукурузные зерна, когда их превращают в попкорн", - объясняет физик-вычислитель Одемир Мартинес Бруно.

Геометрия против инфекции

Успех метода основан на явлении акустического резонанса. Ключевым фактором здесь является геометрия: большинство вирусов с оболочкой имеют сферическую форму, которая идеально поглощает энергию ультразвука. Если бы частицы были треугольными или квадратными, эффект был бы другим.

Наиболее важные выводы исследования:

Селективность: частота выбирается таким образом, чтобы резонировала только оболочка вируса. Здоровые клетки организма остаются невосприимчивыми к воздействию. Безопасность: Анализ подтвердил, что температура и кислотность (рН) окружающей среды во время процедуры остаются стабильными. Это исключает термическое или химическое повреждение тканей. Устойчивость к мутациям. Поскольку ультразвук воздействует на физическую структуру (оболочку), а не на конкретный белок, вирусу гораздо труднее выработать «иммунитет» к такому лечению посредством мутаций. Зеленая медицина будущего

Фармаколог Флавио Протасио Верас подчеркивает, что это «зеленое» решение: в отличие от антибиотиков и противовирусных препаратов ультразвук не оставляет химических отходов и не загрязняет окружающую среду.

Несмотря на впечатляющие результаты, авторы работы призывают к осторожному оптимизму. Пока технология проверена только in vitro (в пробирке) на культурах клеток. Предстоит долгий путь к испытаниям на животных и людях, а также к точной настройке частот для каждого типа патогенов. Однако команда уже начала изучать влияние ультразвука на вирусы денге, Зика и чикунгунья.

Безболезненность и неинвазивность ультразвука делают его чрезвычайно перспективным кандидатом на роль стерилизатора нового поколения или даже терапевтического средства, способного очистить кровь пациента от вирусной нагрузки без тяжелых побочных эффектов.