Вчені знищують віруси грипу та COVID-19 за допомогою звуку
Традиційно ультразвук сприймається як інструмент діагностики, що дозволяє зазирнути всередину людського тіла без хірургічного втручання. Однак нове дослідження вчених із Університету Сан-Паулу (Бразилія) демонструє, що високочастотні звукові хвилі можуть виконувати роль високоточної зброї. В ході лабораторних експериментів дослідники довели, що ультразвукові імпульси здатні фізично руйнувати частинки вірусів грипу А (H1N1) та SARS-CoV-2, роблячи їх неактивними. 1 2
Зміст
В основі методу лежить явище акустичного резонансу. Кожен об’єкт має власну частоту вібрації, і якщо зовнішня звукова хвиля збігається з цією частотою, амплітуда коливань об’єкта різко зростає. У випадку з вірусами ультразвук частотою від 3 до 20 МГц змушує оболонки вірусних частинок вібрувати настільки інтенсивно, що вони не витримують навантаження.
Процес руйнування можна порівняти з приготуванням попкорну: енергія звукової хвилі накопичується всередині вірусної частинки, викликаючи морфологічні зміни, які зрештою призводять до розриву зовнішньої мембрани. Експерименти на моделях клітин-господарів (клітини Vero-E6) підтвердили, що після впливу ультразвуку здатність SARS-CoV-2 до інфікування критично знижується.
Чому страждають лише патогени
Одним із ключових аспектів дослідження є вибірковість впливу. Науковці виявили, що вірусні частинки значно вразливіші до ультразвуку, ніж клітини організму. Це пояснюється насамперед їхньою формою. Більшість вірусів з оболонкою, зокрема збудники грипу та COVID-19, мають сферичну форму, яка є ідеальною для поглинання енергії акустичних хвиль.
Аналіз показав, що під час процедури температура та рівень pH навколишнього середовища залишалися стабільними. Це виключає термічне або хімічне пошкодження як причину деградації вірусів, підтверджуючи суто механічний, геометричний характер явища. Оскільки метод спрямований на фізичну структуру вірусу, а не на специфічні білкові ланцюги, він може залишатися ефективним навіть при мутаціях патогену, які зазвичай роблять хімічні противірусні препарати недієздатними.
Відмінність від традиційної стерилізації
Використання ультразвуку для дезінфекції не є цілком новою ідеєю, проте вчені з Сан-Паулу запропонували принципово інший підхід. Раніше ультразвук застосовували для стерилізації медичного обладнання за допомогою явища кавітації.
| Характеристика | Кавітація (традиційний метод) | Акустичний резонанс (новий метод) |
| Частотний діапазон | Низькі частоти (кГц) | Високі частоти (МГц) |
| Принцип дії | Утворення та схлопування бульбашок газу | Пряма передача енергії через вібрацію |
| Вплив на тканини | Руйнує як віруси, так і живі тканини | Вибірково діє на віруси, не пошкоджуючи клітини |
Кавітація є агресивним процесом, який знищує будь-який біологічний матеріал через колапс мікроскопічних бульбашок газу. Натомість акустичний резонанс на частотах МГц працює «делікатно» щодо тканин організму, фокусуючи руйнівну силу виключно на вірусних оболонках.
Перспективи антивірусної терапії
Хоча технологія все ще перебуває на етапі лабораторних досліджень і далека від клінічного застосування на людях, вона відкриває перспективи створення «зелених» методів боротьби з інфекціями. На відміну від хімічних антисептиків чи противірусних ліків, ультразвук не залишає токсичних відходів, не спричиняє екологічного навантаження та не сприяє розвитку резистентності у вірусів.
Дослідницька група вже розпочала вивчення ефективності методу проти інших небезпечних вірусів з оболонкою, таких як Денге, Зіка та Чикунгунья. Враховуючи, що ультразвук є неінвазивним, безболісним і легко піддається фокусуванню, у майбутньому він може стати дієвою альтернативою традиційним методам лікування вірусних захворювань, для яких розробка хімічних препаратів залишається надзвичайно складним завданням.
Найцікавіше за тиждень
Один лист на тиждень. Без спаму.
Нові статті, добірки та корисні матеріали DAY TODAY — в одному короткому листі.
