Scienziati distruggono i virus di Covid e influenza con le onde sonore: la nuova “arma” contro i patogeni
I ricercatori sono riusciti a distruggere le cellule dei virus grazie ad ultrasuoni ad alta frequenza, in un range tra i 3 e i 20 MHz. Nel caso specifico, in appositi test di laboratorio hanno bombardato attraverso le onde sonore le particelle virali del virus dell'influenza A (H1N1) e del coronavirus SARS-CoV-2, responsabile della pandemia di COVID-19. In entrambi i casi hanno ottenuto la distruzione dell'involucro virale grazie alla risonanza acustica, che lo fa vibrare fino a raggiungere uno stress meccanico critico in grado di romperlo. Il processo è molto diverso da quello della cavitazione con cui già si sterilizzano gli strumenti medici in ospedale, basato su ultrasuoni a bassa frequenza.
Il fenomeno della risonanza acustica non scalda, non altera il pH e non produce le bolle della cavitazione, inoltre agisce solo ed esclusivamente sull'involucro delle particelle virali, in particolar modo alla frequenza di 7,5 MHz, quella a cui i virus assorbono energia acustica. Le vibrazioni radiali indotte, come indicato, portano alla distruzione della particella virale, che può esplodere come un pop-corn, spiegano i ricercatori. Tutto questo non comporta danni alle cellule ospiti, pertanto il bombardamento con gli ultrasuoni ad alte frequenze, già impiegati in ambito medico (ad esempio per le ecografie), potrebbero rappresentare un nuovo metodo sicuro ed efficace per distruggere i virus e combattere gravi malattie infettive.
A determinare che le gli ultrasuoni ad alte frequenze sono in grado di distruggere selettivamente le particelle virali dei virus dell'influenza e del coronavirus SARS-CoV-2 (senza danneggiare le cellule ospiti) è stato un team di ricerca brasiliano guidato da scienziati dell'Istituto di Fisica São Carlos dell'Università di San Paolo, che hanno collaborato a stretto contatto con i colleghi del Dipartimento di Analisi Cliniche, Tossicologia e Scienze Alimentari (DACTB), del Centro di ricerca in Virologia e della Scuola di Tecnologia e Scienze Applicate dell'Università Statale di San Paolo (UNESP). I ricercatori, coordinati da Flavio P. Veras e Odemir M. Bruno, sono giunti alle loro conclusioni dopo aver condotto specifici esperimenti in laboratorio. Hanno esposto cellule ospiti Ver-E6 infettate dai patogeni a un bombardamento di ultrasuoni, osservando gli effetti. Come indicato, la risonanza acustica innesca vibrazioni che fanno accumulare stress meccanico dell'involucro virale, fino al collasso e alla frammentazione dello stesso. Poiché le cellule ospiti a questa frequenza non assorbono la medesima energia, restano integre.
Le particelle virali, d'altro canto si frammentano in componenti da 1 a 5 nanometri, la loro forma sferica – perfetta per subire l'effetto della risonanza acustica – si perde, inoltre si determina il sopracitato effetto popcorn, con la fuoriuscita del contenuto interno. Il virus dell'influenza viene completamente distrutto a frequenze di 7,5 MHz, mentre il SARS-CoV-2 lascia alcuni frammenti. Come indicato, non trattandosi di cavitazione, non c'è calore o cambiamento del pH e altri parametri chimici all'interno delle cellule ospiti, che restano stabili. Non avviene nemmeno la formazione di radicali, grazie alla selettività degli ultrasuoni. Si tratta di un metodo non invasivo che potrebbe essere applicato contro varianti emergenti e virus contro i quali non esiste un trattamento farmacologico, o comunque come alternativa o in sinergia alle terapie esistenti basate su antivirali. I trattamenti potrebbero essere localizzati – ad esempio nei polmoni – con significativi benefici della salute. Dopo il bombardamento di ultrasuoni, infatti, le cellule ospiti hanno ha manifestato un drastico calo della replicazione virale. È doveroso sottolineare che al momento sono stati fatti solo test in laboratorio su cellule in coltura, non su modelli animali e sulle persone.
“È un po' come combattere il virus con un urlo. In questo studio, abbiamo dimostrato che l'energia delle onde sonore provoca cambiamenti morfologici nelle particelle virali fino a farle esplodere, un fenomeno paragonabile a quello che accade con i popcorn. Degradando la struttura del patogeno, la membrana protettiva del virus [chiamata involucro] si rompe e si deforma, impedendo al virus di invadere le cellule umane”, ha spiegato in un comunicato stampa dell'Agencia Fasesp il professor Odemir Martinez Bruno. I dettagli della ricerca “Ultrasound effectively destabilizes and disrupts the structural integrity of enveloped respiratory viruses” sono stati pubblicati su Scientific Reports.
