Vedci tvrdia, že ultrazvuk dokáže ničiť vírusy COVID-19 a chrípky. Ľudské bunky pritom zostali takmer bez poškodenia
Vedci ukázali, že ultrazvuk môže poškodiť vírusy COVID-19 a chrípky bez zásadného poškodenia ľudských buniek. Výskum naznačuje nový smer v boji proti vírusom, no liečba pacientov je zatiaľ ešte ďaleko.
Vedci z Brazílie prišli s objavom, ktorý má potenciál posunúť zdravotníctvo o krok dopredu. Tvrdia, že dokázali ničiť vírusy COVID-19 a chrípky pomocou ultrazvuku bez toho, aby poškodili ľudské bunky. Nejde pritom o chemikálie, vakcíny ani klasické antivirotiká. Výskumníci stavili na vysokofrekvenčné zvukové vlny podobné tým, ktoré dnes lekári používajú pri ultrazvukových vyšetreniach.
Podľa štúdie publikovanej v časopise Scientific Reports dokázali vedci narušiť štruktúru vírusov SARS-CoV-2 a H1N1 pomocou javu nazývaného akustická rezonancia. Vírus sa pri správnej frekvencii začne doslova „roztriasať“, až sa jeho ochranný obal poškodí a stratí schopnosť napadnúť ľudské bunky.
„Je to trochu ako bojovať proti vírusu krikom. Zvukové vlny spôsobujú „morfologické zmeny vírusových častíc, až kým neexplodujú,“ vysvetlil profesor Odemir Martinez Bruno z Univerzity v São Paule.
Vedci prirovnali celý efekt k popcornu. Keď sa vo víruse nahromadí dostatok energie, jeho obal začne praskať a deformovať sa. Vírus potom nedokáže preniknúť do buniek. Zaujímavé je, že tento objav čiastočne odporuje tomu, čo tvrdila klasická fyzika. Ultrazvukové vlny totiž majú oveľa väčšiu dĺžku než samotné vírusy. Teoreticky by preto medzi nimi nemala vzniknúť silná interakcia. Výskumníci však zistili, že rozhodujúcu úlohu hrá geometria.
Ako geometria pomáha poraziť vírusy pomocou ultrazvuku
Mnohé vírusy majú približne guľovitý tvar. Práve takéto častice dokážu podľa vedcov absorbovať energiu ultrazvuku oveľa efektívnejšie. Energia sa následne začne hromadiť vo vnútri vírusového obalu, až dôjde k jeho poškodeniu.
„Ak by vírusy mali trojuholníkový alebo štvorcový tvar, rovnaký popcorn efekt by nenastal,“ tvrdí Bruno.
Ďalším dôležitým detailom je, že celý proces nezávisí od mutácií vírusu, ale od jeho fyzického tvaru. Varianty ako Delta alebo Omikron by preto teoreticky nemali výrazne znížiť účinnosť tejto metódy. Vedci zároveň vysvetlili, prečo ultrazvuk nepoškodil ľudské bunky. Rozdiel vo veľkosti je totiž obrovský. Vírusy majú priemer približne 100 nanometrov, zatiaľ čo ľudské bunky bývajú sto až tisíckrát väčšie.
Neprehliadni
Práve tento nepomer spôsobí, že vlna dokáže „rozvibrovať“ malú vírusovú časticu, no s veľkou a zložitejšou bunkou prakticky ani nepohne. Funguje to trochu ako basový reproduktor. Ten roztrasie pingpongovú loptičku, ale obrovský balík sena nechá takmer bez pohybu. Vedci zároveň zdôraznili, že nejde o klasickú sterilizáciu, aká sa používa napríklad pri čistení chirurgických nástrojov.
Tam ultrazvuk funguje cez jav nazývaný kavitácia. Pri nej vznikajú mikrobubliny, ktoré následne kolabujú a ničia prakticky všetko biologické okolo seba. Nový výskum však využíva úplne inú cestu. Tím pracoval s vysokými frekvenciami približne od 3 do 20 MHz. Pri takýchto hodnotách sa energia prenesie hlavne do vírusu, nie do okolitého tkaniva. To znamená, že ľudské bunky zostanú podľa experimentov relatívne nepoškodené.
Vedci tvrdia, že pri teste nezaznamenali významné zmeny teploty ani chemického prostredia. To je dôležité, pretože prehrievanie alebo chemické poškodenie by z takejto technológie spravili pre človeka nebezpečný nástroj. Profesor Flávio Protásio Veras, spoluautor štúdie, označil celý koncept za sľubnú stratégiu proti obaleným vírusom. Zároveň pripomenul, že vývoj klasických antivirotík býva veľmi komplikovaný a často prináša slabé výsledky.
Zabíjanie vírusov pomocou ultrazvuku môže vyriešiť problém ich odolnosti
Práve preto vidia výskumníci v ultrazvuku obrovský potenciál. Technológia navyše nevytvára chemický odpad a podľa výskumníkov nezvyšuje riziko vzniku vírusovej rezistencie. Klasické antivirotiká vírus často obíde jedinou mutáciou konkrétneho proteínu. Pri ultrazvuku by však vírus musel zmeniť svoj fyzikálny tvar alebo pevnosť ochranného obalu, čo je evolučne oveľa náročnejší problém.
Práve preto niektorí odborníci hovoria, že fyzikálne metódy môžu v budúcnosti vydržať účinné oveľa dlhšie než mnohé chemické lieky. Do projektu sa zapojilo viacero brazílskych univerzít aj odborníci zo zahraničia. Významnú úlohu zohral aj nositeľ Nobelovej ceny Charles Rice z Rockefellerovej univerzity, ktorý dodal fluorescenčné vírusy na sledovanie experimentov v reálnom čase.
Výskumníci už teraz testujú podobný postup aj proti ďalším vírusom, spomínajú napríklad dengue, Ziku alebo Chikungunyu. To však ešte neznamená, že sa blíži revolučná liečba pripravená pre nemocnice. Vedci sami upozorňujú, že klinické využitie zostáva ďaleko. Zároveň autori štúdie opatrne naznačujú nový zaujímavý smer, ktorým by sa táto metóda liečby mohla vydať.
K prvým klinickým testom ultrazvuku ostáva ešte dlhá cesta
Namiesto „ožarovania“ ľudského tela by sa ultrazvuk mohol najprv objaviť v inteligentných čističkách vzduchu alebo sterilizačných systémoch pre nemocnice, letiská či uzavreté priestory. Takéto zariadenia by teoreticky dokázali ničiť vírusové častice priamo vo vzduchu, ktorý ľudia vydychujú, a to agresívnej chémie, bez dezinfekčných hmiel a bez fyzického kontaktu.
Autori to považujú za realistickejší scenár než okamžitá liečba pacientov ultrazvukom zvnútra tela. Najväčší problém ale ostáva rovnaký, zničiť vírus v skúmavke je oveľa jednoduchšie než bezpečne zasiahnuť infekciu hlboko v ľudskom organizme. Ultrazvuk musí trafiť správnu frekvenciu, správnu intenzitu aj správne miesto bez poškodenia orgánov alebo tkanív.
Napriek tomu výskum ukazuje, že boj proti vírusom nemusí stáť iba na tabletkách, vakcínach alebo chemických látkach. Zatiaľ síce nejde o technológiu pripravenú pre bežnú nemocničnú prax, no výsledky však naznačujú, že ultrazvuk možno raz nebude slúžiť iba na diagnostiku, ale aj na priame oslabovanie alebo ničenie niektorých vírusov.
