دانشمندان در یک مطالعه آزمایشگاهی نشان دادند امواج فراصوت میتوانند ویروسهای کووید-19 و آنفلوانزا را با تخریب ساختار پوششی آنها غیرفعال کنند؛ روشی که احتمالاً در آینده جایگزینی برای برخی ضدعفونیکنندهها و داروهای ضدویروسی خواهد بود.
نورنیوز-گروه اجتماعی: امواج صوتی که قبلاً در اسکنهای پزشکی استفاده میشدند، ممکن است یک هدف جدید شگفتانگیز به نام «ویروسها» داشته باشند.
دانشمندان در آزمایشهای آزمایشگاهی نشان دادهاند که چگونه انفجارهای فراصوت میتوانند آنفلوانزای A(H1N1) و ویروس عامل بیماری کووید-19 موسوم به «SARS-CoV-2» را تجزیه کنند.
این آزمایشها نشان داد که ارتعاشات میکروسکوپی ناشی از امواج فراصوت برای پارگی غشاهای اطراف ذرات ویروسی آنها کافی است و این ویروسها را غیرفعال میکند.
این پژوهش توسط تیمی از دانشگاه سائوپائولو در برزیل رهبری شد و میتواند روزی به جایگزینی برای داروهای ضد ویروسی و ضدعفونیکنندههای شیمیایی برای ویروسهای پوششدار منجر شود که دارای غشای خارجی هستند که در برابر حمله آسیبپذیر است.
اودمیر مارتینز برونو(Odemir Martinez Bruno)، فیزیکدان محاسباتی از دانشگاه سائوپائولو میگوید: این نوعی مبارزه با ویروس با فریاد است. ما در این مطالعه ثابت کردیم که انرژی امواج صوتی باعث تغییرات مورفولوژیکی در ذرات ویروسی میشود تا زمانی که منفجر شوند؛ پدیدهای قابل مقایسه با آنچه در مورد پاپکورن اتفاق میافتد.
آزمایشهای آزمایشگاهی با دستگاههای سونوگرافی مورد استفاده در بیمارستانها انجام شد و ویروسها در معرض فرکانسهای سونوگرافی در محدوده ۳ تا ۲۰ مگاهرتز قرار گرفتند.
محققان از تغییرات فیزیکی عکسبرداری کردند و سپس بررسی کردند که آیا نمونههای SARS-CoV-2 تحت درمان هنوز میتوانند مدلهای آزمایشگاهی سلولهای میزبان (سلولهای Ver-E6) را آلوده کنند یا خیر.
شواهد روشنی از تخریب فیزیکی پوششهای ویروسی وجود داشت و متعاقباً توانایی SARS-CoV-2 در آلوده کردن سلولهای میزبان مدل به شدت کاهش یافت.
این رویکرد به رزونانس صوتی متکی است و هم فرکانس سونوگرافی و هم شکل ذرات ویروسی اهمیت دارند.
ایده این است که فرکانس موج صدا با فرکانس ارتعاش طبیعی پوشش ویروسی مطابقت دارد و منجر به ارتعاشات تقویتشدهای میشود که آن را از بین میبرد. اساساً فقط ویروس به انرژی امواج صوتی پاسخ میدهد، نه سلولهای میزبان.
در شرایط آزمایششده، ذرات ویروسی بسیار آسیبپذیرتر از سلولهای اطراف به نظر میرسیدند.
تجزیه و تحلیلها تأیید کرد که دما و pH سلولهای اطراف پایدار مانده است که آسیب حرارتی یا شیمیایی را به عنوان دلیل تجزیه ذرات ویروسی رد میکند.
محققان همچنین اشاره میکنند که ذرات ویروسی مانند ذرات آزمایششده، کروی هستند که شکل بهینه برای حساسیت به امواج فراصوت است.
برونو میگوید: این پدیده کاملاً هندسی است. ذرات کروی، مانند بسیاری از ویروسهای پوششدار، انرژی امواج فراصوت را به طور مؤثرتری جذب میکنند. این تجمع انرژی داخل ذره است که باعث ایجاد تغییراتی در ساختار پوشش ویروسی میشود تا زمانی که پاره شود.
گفتنی است که اگر این ذرات مثلثی یا مربعی بودند، اثرات آن یکسان نبود.
برونو توضیح داد: امواج فراصوت در حال حاضر برای استریل کردن تجهیزات دندانپزشکی و جراحی استفاده میشوند، اما از طریق یک پدیده فیزیکی متفاوت به نام کاویتاسیون عمل میکنند که مواد بیولوژیکی را از بین میبرند.
وی افزود: در حالی که کاویتاسیون در فرکانسهای پایین رخ میدهد و هم ویروسها و هم بافتها را از طریق فروپاشی حبابهای گاز از بین میبرد، رزونانس آکوستیک در فرکانسهای بالا عمل میکند.
اولتراسوند رزونانس آکوستیک میتواند محدودیتهای خاصی از درمانهای دارویی را برطرف کند.
این روش جدید، اثرات مخرب مشابهی را در سلولهای میزبان مدل یا محلول اطراف در شرایط آزمایشگاهی نشان نداد و از آنجا که هدف، یک ساختار فیزیکی است و نه یک مسیر مولکولی واحد، محققان امیدوارند که این روش بتواند با ویروسها در حین جهش که شکل فیزیکی ذرات را تغییر نمیدهد، بهتر مقابله کند.
این تیم امیدوار است که رویکرد جدیدش در سایر عفونتهای ویروسی نیز مؤثر باشد و آنها در حال حاضر بررسی چگونگی هدف قرار دادن ویروسهای عامل بیماریهای تب دنگی، زیکا و چیکونگونیا به همین روش هستند.
اولتراسوند یا سونوگرافی عموماً بدون درد، غیرتهاجمی و برای استفاده نسبتاً آسان و در دسترس است و میتواند دقیقاً هدف قرار دهد، بنابراین محققان در حال بررسی چندین روش جدید برای استفاده از آن، از جمله برای تسکین درد در مغز و درمان سرطان هستند.
یافتههای این مطالعه هیجانانگیز است، اما هنوز یک درمان نیست. هنوز کارهای زیادی برای انجام دادن، از جمله تنظیم دقیقتر فرکانسهای اولتراسوند وجود دارد.
ضمن اینکه این مطالعه به جای هرگونه آزمایش روی حیوانات یا انسانها، به آزمایشهای آزمایشگاهی محدود شده و فقط روی دو نوع ویروس انجام شده است. این یک نقطه شروع قوی است، اما هنوز روزهای اولیه این فناوری است.
فلاویو پروتاسیو وراس(Flávio Protásio Veras)، داروشناس دانشگاه سائوپائولو میگوید: اگرچه هنوز تا استفاده بالینی فاصله زیادی دارد، اما این یک استراتژی امیدوارکننده علیه ویروسهای پوششدار به طور کلی است، زیرا توسعه داروهای ضدویروسی شیمیایی پیچیده است و نتایج دشواری به همراه دارد.
وی افزود: علاوه بر این، این یک راهحل «سبز» است، زیرا هیچ زبالهای تولید نمیکند، هیچ تأثیر زیستمحیطی ندارد و مقاومت ویروسی را افزایش نمیدهد.
این پژوهش در مجله Scientific Reports منتشر شده است.