В новом исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports, ученые из Университета Сан-Паулу в Бразилии обнаружили необычный эффект: высокочастотный ультразвук может разрушать вирусные частицы так, словно они лопаются изнутри.
COVID и грипп удалось обезвредить звуком в лаборатории
Ультразвук, который уже используют в медицинской диагностике, может стать новым оружием против вирусов. Лабораторные эксперименты показали: звуковые волны способны разрывать оболочки гриппа и SARS-CoV-2, лишая их способности заражать клетки.
Unsplash
Эксперименты проводились на вирусе гриппа A (H1N1) и SARS-CoV-2 – возбудителе COVID-19. Оба относятся к так называемым оболочечным вирусам: их защищает тонкая внешняя мембрана, которая делает их уязвимыми к физическому воздействию.
Во время тестов ученые использовали стандартные медицинские аппараты с частотами от 3 до 20 мегагерц. Под действием волн оболочка вирусов начинала вибрировать, деформироваться и в итоге разрушалась. После такой обработки коронавирус почти полностью терял способность заражать клетки.
Почему это работает
Эффекты ультразвука на SARS-CoV-2. Вверху: клетки, зараженные необработанным вирусом (ядра — синие, шипы — зеленые, РНК — красные). Внизу: клетки после инфицирования образцами, подвергнутыми ультразвуку.
Секрет в явлении акустического резонанса. Если частота ультразвука совпадает с естественной частотой колебаний вирусной оболочки, вибрации усиливаются многократно.
Вирус начинает «раскачиваться» сам в себе, пока его структура не выдерживает и не разрывается.
Особенно хорошо эффект работает с вирусами сферической формы. Такая геометрия помогает частице накапливать звуковую энергию внутри оболочки, ускоряя разрушение.
Важно, что соседние клетки при этом почти не страдали. Температура среды и ее химический состав оставались стабильными, а значит, дело именно в механическом воздействии звука, а не в нагреве или химической реакции.
Чем это лучше лекарств
Главное преимущество метода – вирусу сложно выработать устойчивость. Антивирусные препараты обычно воздействуют на конкретные молекулярные механизмы, которые могут меняться при мутациях.
Здесь цель другая – сама физическая форма вирусной оболочки. А она меняется гораздо медленнее.
Кроме того, метод потенциально экологичен: он не требует химикатов, не оставляет отходов и может стать альтернативой дезинфицирующим средствам.
До лечения еще далеко
Пока технология далека от клинического применения. Все испытания проходили только в лабораторных условиях, и лишь на двух типах вирусов.
Сейчас ученые уже изучают, можно ли так же воздействовать на вирусы денге, Зика и чикунгуньи. Если метод подтвердит эффективность, в будущем ультразвук может стать новым безболезненным способом борьбы с вирусными инфекциями – буквально «выключая» их звуком.