Ученые научились взрывать вирусы гриппа и COVID звуковыми волнами

В ходе лабораторных экспериментов ученые продемонстрировали, как ультразвуковые волны могут разрушать вирус гриппа A (H1N1) и SARS-CoV-2, вызывающий COVID-19, говорится в исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports.

Исследование, проведенное группой ученых из Университета Сан-Паулу в Бразилии, может стать альтернативой противовирусным препаратам и химическим дезинфицирующим средствам для оболочечных вирусов, у которых есть внешняя мембрана, уязвимая для воздействия.

«Это все равно что бороться с вирусом криком», — говорит физик-вычислитель Одемир Мартинес Бруно из Университета Сан-Паулу. – В ходе этого исследования мы доказали, что энергия звуковых волн вызывает морфологические изменения в вирусных частицах вплоть до их разрушения — явление, сравнимое с тем, что происходит с попкорном».

Лабораторные эксперименты проводились с использованием ультразвуковых аппаратов применяемых в больницах, при этом вирусы подвергались воздействию ультразвука частотой 3–20 МГц. Были получены явные доказательства физического разрушения вирусных оболочек, в результате чего способность SARS-CoV-2 заражать модельные клетки резко снизилась.

Как именно убивают вирусы

Этот метод основан на акустическом резонансе, при этом значение имеют как частота ультразвука, так и форма вирусных частиц. Идея заключается в том, что частота звуковой волны совпадает с естественной частотой колебаний вирусной оболочки, что приводит к усилению вибраций и разрушению вируса. По сути, на энергию звуковых волн реагирует только вирус, а не клетки организма.

В исследуемых условиях вирусные частицы оказались гораздо более уязвимыми, чем окружающие их клетки. Анализ показал, что температура и pH окружающих клеток оставались стабильными, что исключает термическое или химическое повреждение как причину разрушения вирусных частиц.

Исследователи также отмечают, что вирусные частицы, подобные тем, что были протестированы, имеют сферическую форму — оптимальную для ультразвуковой чувствительности. Сферические частицы, к которым относится большинство вирусов с липидной оболочкой, более эффективно поглощают энергию ультразвуковых волн. Именно накопление энергии внутри частицы приводит к изменениям в структуре вирусной оболочки, пока та не разорвется.

Ультразвук уже используется для стерилизации стоматологического и хирургического оборудования, но в его основе лежит другое физическое явление — кавитация, которая разрушает биологические материалы. В то время как кавитация происходит на низких частотах и разрушает как вирусы, так и ткани за счет схлопывания газовых пузырьков, акустический резонанс возникает на высоких частотах.

Команда ученых надеется, что их новый подход сработает и в случае с другими вирусными инфекциями, и уже начала изучать, как можно воздействовать таким же образом на лихорадку денге, вирус Зика и чикунгунью.