Вчені знайшли незвичайний спосіб боротьби з вірусами — за допомогою звукових хвиль. Дослідники з University of São Paulo показали в лабораторних умовах, що ультразвук здатний руйнувати оболонки вірусів COVID-19 та Influenza, роблячи їх нездатними заражати клітини.
Ультразвук давно використовується в медицині для діагностики, зокрема під час обстежень внутрішніх органів і вагітності. Тепер виявилося, що ці ж звукові хвилі можуть виконувати ще одну важливу функцію — фізично знищувати небезпечні вірусні частинки.
Як звук «ламає» вірус
В основі методу лежить явище акустичного резонансу. Кожен об’єкт має власну частоту коливань. Якщо зовнішній сигнал збігається з цією частотою, коливання різко посилюються.
У випадку з вірусами ультразвук змушує їхню зовнішню оболонку вібрувати настільки сильно, що вона розривається. Після цього вірус більше не може проникати в клітини та розмножуватися.
Один із авторів дослідження, фізик Odemir Martinez Bruno, порівняв процес із попкорном: енергія накопичується всередині частинки, доки та буквально не «лопається».
Чому клітини не пошкоджуються
Найважливіше відкриття полягає в тому, що ультразвук за певних налаштувань руйнує саме вірусні частинки, майже не впливаючи на живі клітини.
Під час експериментів температура та кислотність середовища залишалися незмінними, а клітини продовжували нормально функціонувати. Це означає, що ефект не пов’язаний із нагріванням чи хімічною реакцією — лише з механічним руйнуванням оболонки вірусу.
Чому сферична форма робить віруси вразливими
Багато вірусів, зокрема COVID-19, мають майже сферичну форму. Саме такі структури найкраще поглинають енергію ультразвукових хвиль.
Через це віруси виявляються значно чутливішими до звукового впливу, ніж клітини організму. На думку дослідників, геометрія вірусних частинок відіграє ключову роль у цьому процесі.
Переваги нового підходу
Метод має кілька потенційних переваг:
- не потребує хімічних препаратів;
- не створює токсичних відходів;
- не сприяє появі стійких штамів;
- може працювати навіть тоді, коли віруси мутують;
- є безболісним та неінвазивним.
На відміну від противірусних ліків, які атакують конкретні молекулярні механізми, ультразвук діє на фізичну структуру вірусу. А ця структура змінюється набагато повільніше.
Можливе застосування в майбутньому
Хоча технологія ще перебуває на ранній стадії, у перспективі її можна буде використовувати для лікування або профілактики різних вірусних інфекцій.
Дослідники вже вивчають можливість застосування цього методу проти вірусів денге, Зіка та чикунгуньї.
Крім медицини, технологія може знайти застосування для знезараження повітря, води, медичних інструментів і закритих приміщень.
До практичного використання ще далеко
Поки що результати отримані лише в лабораторних умовах. Вченим ще належить перевірити безпечність і ефективність методу в дослідах на тваринах та людях. Також потрібно точно визначити оптимальні частоти ультразвуку для різних типів вірусів.
Новий напрям у боротьбі з інфекціями
Відкриття демонструє, що звук може бути не лише засобом діагностики, а й інструментом знищення вірусів. Якщо подальші дослідження підтвердять ефективність технології, медицина отримає екологічно чистий та безпечний спосіб боротьби з інфекціями.
Результати дослідження опубліковано в журналі Scientific Reports.