ابتکار محققان برزیلی: نابودی ویروس‌های آنفلوانزا و کرونا با امواج فراصوت

در پزشکی از امواج صوتی برای تصویربرداری و اسکن‌ها استفاده می‌شود، اما شاید کاربرد این امواج فقط همین‌ها نباشد. محققان در آزمایشگاه به دستاورد جالبی رسیدند؛ آنها با انفجارهای کنترل‌شده فراصوت توانستند ساختار ویروس آنفلوانزا نوع آ (H1N1) و همچنین ویروس SARS-CoV-2 (عامل اصلی بیماری کرونا) را به‌طور کامل متلاشی کنند. این روش جدید برپایه ارتعاشات میکروسکوپی است و غشای محافظ پیرامون ذرات ویروسی را پاره می‌کند و ویروس به‌طور کامل غیرفعال و بی‌خطر می‌شود.

محققان دانشگاه سائوپائولو این روش جدید را به فریادی کرکننده بر سر ویروس تشبیه می‌کنند. آنها می‌گویند انرژی حاصل از امواج صوتی باعث تغییرات ریخت‌شناختی در ذرات ویروسی می‌شود و در نهایت منجر به انهدام آنها می‌گردد؛ این فرایند تا حدی مشابه تبدیل‌شدن ذرت به پاپ‌کورن در اثر حرارت و فشار است.

نابودی ویروس‌های آنفلوانزا و کرونا با امواج فراصوت

در فرایند این پژوهش آزمایشگاهی، دانشمندان از دستگاه‌های فراصوت استاندارد بیمارستانی استفاده کردند تا ویروس‌ها را در معرض فرکانس‌هایی بین ۳ تا ۲۰ مگاهرتز قرار دهند. تحلیل تصاویر لحظه‌ای از تغییرات فیزیکی ویروس‌ها و بررسی توانایی سرایت آن‌ها نشان داد که پس از تابش این امواج، قدرت آلوده‌کنندگی SARS-CoV-2 در مدل‌های سلول میزبان بسیار کم می‌شود.

عامل موفقیت این روش، پدیده‌ای به نام رزونانس آکوستیک است. در این حالت، فرکانس امواج صوتی دقیقاً با فرکانس ارتعاش طبیعی پوسته ویروس هماهنگ می‌شود که منجر به تقویت نوسانات و در نهایت فروپاشی ساختار فیزیکی ویروس می‌گردد. نکته مهم اینجاست که به دلیل تفاوت در ویژگی‌های فیزیکی، فقط ویروس‌ها به این انرژی واکنش نشان می‌دهند و سلول‌های بدن میزبان بدون آسیب باقی می‌مانند.

اهمیت هندسه و شکل ذرات در این دستاورد علمی غیرقابل انکار است. محققان دریافتند که شکل کروی ویروس‌هایی مانند کووید و آنفلوانزا، بهینه‌ترین حالت برای جذب انرژی فراصوت است. به گفته محققان، ذرات کروی انرژی را در مرکز خود انباشته می‌کنند تا زمانی که پوشش ویروسی دیگر توان تحمل فشار را نداشته باشد و از هم بپاشد. محققان می‌گویند اگر ویروس‌ها شکلی غیر از کروی، مثلاً مثلثی یا مربعی داشتند، این تجمع انرژی به این صورت رخ نمی‌داد. ت

این رویکرد نوین می‌تواند محدودیت‌های بزرگ داروهای ضدویروسی فعلی را پشت سر بگذارد. از آنجایی که امواج صوتی به جای هدف قراردادن مسیرهای پیچیده مولکولی، مستقیماً به ساختار فیزیکی ویروس حمله می‌کنند، احتمال می‌رود که حتی در صورت بروز جهش‌های ژنتیکی در ویروس، این روش همچنان کارآمد باقی بماند؛ چرا که جهش‌ها معمولاً شکل کلی ویروس را تغییر نمی‌دهند.

محققان اکنون درحال گسترش مطالعات خود بر روی سایر عوامل بیماری‌زا نظیر ویروس تب دنگی، زیکا و چیکونگونیا هستند. با توجه به ویژگی‌های فراصوت که روشی غیرتهاجمی، دقیق و بدون درد است، پتانسیل‌های آن در حوزه‌های دیگر مانند درمان سرطان و تسکین دردهای مغزی نیز درحال بررسی است. با وجود این افق‌های روشن، محققان می‌گویند که این یافته‌ها هنوز در مراحل اولیه آزمایشگاهی هستند و تا تبدیل‌شدن به یک درمان بالینی برای انسان‌ها راه زیادی در پیش است.

یافته‌های این پژوهش در ژورنال Scientific Reports منتشر شده است.