Z ultrazvočnimi valovi nad povzročitelja covid-19

Koronavirusi, vključno z virusom, ki povzroča covid-19, so verjetno občutljivi na ultrazvočne valove.

Nova študija raziskovalcev z oddelka za strojništvo MIT kaže, da so koronavirusi verjetno občutljivi na ultrazvočne valove v okviru frekvenc, ki se uporabljajo pri medicinski diagnostiki. Foto: Bigstock

Simulacije kažejo, da lahko ultrazvočni valovi določenih (zelo visokih) frekvenc povzročijo, da ovojnica koronavirusa poči, koničasti protein pa se poškoduje. Prav koničasti protein je tisti, ki virusu SARS – CoV-2 omogoča vstop v človeško celico, kjer se začne množiti.

Za strukturo koronavirusov je značilno, da so na njihovi površini gosto zapakirani površinski receptorji, podobni kroni. Tem človeškim beljakovinam podobne konice se »zaskočijo« na zdrave celice in sprožijo invazijo virusne RNA. Čeprav je na splošno geometrija koronavirusa virusa SARS-CoV-2 in mehanizem okužbe dobro razumljena, je o fiziologiji virusa malo znanega. Nova študija raziskovalcev z oddelka za strojništvo MIT kaže, da so koronavirusi verjetno občutljivi na ultrazvočne valove v okviru frekvenc, ki se uporabljajo pri medicinski diagnostiki. Povedano preprosteje, »lotili« bi se jih lahko z vsem dobro znano napravo – ultrazvokom.

Mehanski odziv virusa na vibracije

Z računalniškimi simulacijami je ekipa modelirala mehanski odziv virusa na vibracije v različnih ultrazvočnih frekvencah. Ugotovili so, da so vibracije med 25 in 100 megaherci sprožile, da so lupina in konice virusa počile in se začele »sesuvati« v delčku milisekunde. Ta učinek so opazili tako pri simulacijah virusa v zraku kot v vodi. Rezultati so predhodni in temeljijo na omejenih podatkih o fizičnih lastnostih virusa, opozarjajo avtorji. Kljub temu verjamejo, da so njihove ugotovitve prvi namig o možnem uničevanju različnih koronavirusov z ultrazvokom, vključno z virusom SARS-CoV-2. Kako natančno bi bo tehnično postopek speljali »v živo« – v raziskavi so delali na modelih in simulacijah, ker kakšen vpliv bi imelo to na zapleteno človeško teki, sta najpomembnejša izziva, ki ju bo treba razrešiti v naslednjih raziskavah.

Neznana struktura koničastih proteinov

V simulaciji je koronavirus oblikovala kot tanko elastično lupino, prekrito s približno 100 elastičnimi konicami. Ker natančne fizikalne lastnosti virusa niso znane, so raziskovalci simulirali obnašanje te preproste strukture v različnih elastičnostih tako lupine kot konic. »Sestave koničastih proteinov ne poznamo, ker so tako majhni – približno 10 nanometrov. Še bolj neznano je, kaj je znotraj virusa. Vemo,da je tam RNK (genom virusa), ki je tudi sam za zaščito obdan z beljakovinsko kapsidno lupino. Torej modeliranje zahteva veliko predpostavk. pojasnjujejo avtorji.

Resonanca upognila ovojnico virusa in ga zlomila

Ko so virus izpostavili ultrazvočnim valovom s frekvenco, naravnih vibracij virusa sprva ni bilo mogoče zaznati. Toda v delčku milisekunde so zunanje vibracije povzročile, da so se lupina in konice upognile navznoter – podobno kot žoga, ki se odbije od tal. Pri nižjih frekvencah – od 25 MHz in 50 MHz, se je virus upognil in zlomil še hitreje. Pojav se je zgodil tako v zraku kot v vodi – ki, kot vemo, sestavlja večino človeškega telesa. Vzrok je , pravijo avtorji, akustični pojav, znan kot resonanca. Poznamo jo vsakdanjega življenja – zaradi nje na primer operni pevci razbijejo čašo, če pojejo ravno s pravilno glasnostjo in glasnostjo.

Povezavo do izvirne objave najdete TUKAJ.

PUSTITE KOMENTAR

Prosimo vpišite svoj komentar!
Prosimo vpišite svoje ime tukaj