U laboratorijskim testovima ultrazvuk je pokazao sposobnost razgradnje virusnih čestica, što bi u budućnosti moglo otvoriti put novim terapijskim pristupima.
Zvučni valovi, koji se već desetljećima koriste u medicinskoj dijagnostici, mogli bi imati potpuno novu primjenu – uništavanje virusa. Najnovija laboratorijska istraživanja pokazala su da ultrazvuk može oštetiti i deaktivirati viruse gripe A (H1N1) te SARS-CoV-2, uzročnika bolesti COVID-19.
U eksperimentima su znanstvenici, piše ScienceAlert, utvrdili da mikroskopske vibracije koje stvaraju ultrazvučni valovi mogu razgraditi membrane koje okružuju virusne čestice, čime virusi gube sposobnost infekcije.
Istraživanje je proveo tim sa Sveučilišta u São Paulu u Brazilu, a rezultati otvaraju mogućnost razvoja alternativnih pristupa liječenju i dezinfekciji, posebno kod tzv. virusa s ovojnicom – onih koji imaju vanjsku lipidnu membranu osjetljivu na fizička oštećenja.
– To je kao da se protiv virusa borite zvukom. U ovoj studiji pokazali smo da energija zvučnih valova izaziva strukturne promjene u virusnim česticama sve dok se one doslovno ne raspadnu, što podsjeća na proces poput “pucanja kokica” – pojašnjava računalni fizičar Odemir Martinez Bruno sa Sveučilišta u São Paulu.
Bolnička oprema kao alat za uništavanje virusa
Znanstvenici su u istraživanju koristili standardne ultrazvučne uređaje koji se već primjenjuju u bolnicama. Virusi su bili izloženi frekvencijama u rasponu od 3 do 20 MHz.
Nakon izlaganja ultrazvuku, istraživači su promatrali fizičke promjene na virusima te testirali njihovu sposobnost infekcije stanica domaćina (Ver-E6 stanice). Rezultati su pokazali jasno oštećenje virusne ovojnice, a sposobnost virusa SARS-CoV-2 da inficira stanice bila je značajno smanjena.
Ključ je u akustičnoj rezonanciji i obliku virusa
Metoda se temelji na fenomenu akustične rezonancije, pri čemu je ključna usklađenost frekvencije ultrazvuka s prirodnom vibracijom virusne čestice. Kada se te frekvencije poklope, dolazi do pojačavanja vibracija koje mogu uništiti strukturu virusa.
Važnu ulogu ima i oblik virusne čestice. Istraživači su primijetili da su testirani virusi sferičnog oblika, što ih čini posebno osjetljivima na ovaj učinak.
– Radi se o potpuno geometrijskom fenomenu. Sferične čestice, poput mnogih virusa s ovojnicom, učinkovitije apsorbiraju energiju ultrazvuka. Ta se energija zatim nakuplja unutar čestice sve dok ne dođe do pucanja virusne ovojnice – objašnjava Bruno.
Dodaje i kako bi drugačiji oblici, poput trokutastih ili kvadratnih, reagirali potpuno drugačije.
Sigurnost metode i razlika u odnosu na postojeću primjenu ultrazvuka
Ultrazvuk se već koristi u medicini, primjerice za sterilizaciju kirurških i stomatoloških instrumenata, no tada djeluje putem kavitacije – procesa stvaranja i kolapsa mjehurića koji mehanički uništavaju biološki materijal.
Kod akustične rezonancije, koja se koristi u ovom istraživanju, djeluje se na višim frekvencijama i bez stvaranja kavitacijskih mjehurića. Znanstvenici ističu da u laboratorijskim uvjetima nije došlo do oštećenja stanica domaćina niti promjena temperature ili pH vrijednosti, što upućuje na to da virusne čestice reagiraju specifično na ultrazvuk.
Potencijal za buduće antivirusne terapije
Jedna od prednosti ovog pristupa jest činjenica da cilja fizičku strukturu virusa, a ne pojedinačne molekularne procese. To bi, u teoriji, moglo omogućiti učinkovitost i kod mutacija virusa, budući da se njihov osnovni oblik ne mijenja.
Znanstveni tim vjeruje da bi se sličan pristup mogao primijeniti i na druge viruse, uključujući denga, Zika i Chikungunya virus, na kojima već rade nova ispitivanja. Ultrazvuk se pritom smatra sigurnom, neinvazivnom i lako primjenjivom tehnologijom, što dodatno povećava njegov potencijal u medicini.
Još uvijek daleko od kliničke primjene
Unatoč obećavajućim rezultatima, riječ je isključivo o laboratorijskim istraživanjima. Metoda još nije testirana na životinjama ni ljudima, a ispitivanja su provedena samo na dva tipa virusa. Potrebna su daljnja istraživanja i precizno podešavanje ultrazvučnih frekvencija prije nego što bi se ova tehnologija mogla razmatrati kao terapijska opcija.
– Iako je još daleko od kliničke primjene, ovo je vrlo obećavajuća strategija protiv virusa s ovojnicom, osobito zato što je razvoj klasičnih antivirusnih lijekova složen i često ograničen – ističe farmakolog Flávio Protásio Veras sa Sveučilišta u São Paulu. Dodaje i kako bi ova metoda mogla imati dodatne prednosti:
– Riječ je o tzv. ‘zelenoj’ tehnologiji jer ne stvara otpad, nema negativan utjecaj na okoliš i ne potiče razvoj otpornosti virusa – ističe. Istraživanje je objavljeno u znanstvenom časopisu Scientific Reports.
(Ordinacija.hr)
