Estudo do MIT mostra que vibrações de ultrassom podem matar coronavírus

O ultrassom pode ser capaz de danificar o novo coronavírus da mesma forma que a voz de um cantor de ópera pode estilhaçar uma taça de vinho.

Estudo do MIT mostra que vibrações de ultrassom podem matar coronavírus

Modelo do vírus SARS-CoV-2.



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Crédito: Design Cells via AdobeStock
  • Os pesquisadores criaram modelos de computador da estrutura provável do vírus SARS-CoV-2 e, em seguida, submeteram esses modelos a várias frequências de ultrassom em uma simulação.
  • Os resultados mostraram que partes importantes do vírus se romperam em frequências específicas.
  • Mais pesquisas são necessárias, mas os autores observaram que as frequências que danificaram o vírus estão dentro de uma faixa que é conhecida como segura para os humanos.

Desde a pandemia de COVID-19 em 2020, os cientistas se concentraram em várias estratégias para conter a disseminação do vírus: máscaras, distanciamento social e vacinas. Mas existem outras maneiras pelas quais a ciência pode ajudar a proteger as pessoas contra o vírus?



Um método pode estar na acústica. Em um estudo recente publicado no Jornal da Mecânica e Física dos Sólidos , os pesquisadores usaram modelos de computador para testar se as vibrações de ultrassom podem danificar ou matar o vírus SARS-CoV-2.

Ultra-som são ondas sonoras que têm frequências mais altas do que são audíveis para os humanos. Os profissionais médicos costumam usar ultrassom para diagnóstico por imagem; Ao transmitir ultrassom pelo corpo, eles podem usar dispositivos para registrar as ondas sonoras que voltam, o que cria imagens do interior do corpo.



Mas o ultrassom também pode ser usado terapeuticamente. Por exemplo, por meio de uma técnica chamada litotripsia, os médicos podem usar ondas ultrassônicas para pulverizar grandes cálculos renais em pedaços menores. É semelhante a um cantor de ópera treinado que é capaz de quebrar uma taça de vinho cantando alto em um tom específico.

Reconstrução do modelo 3D do vírus Influenza A decorado com espículas a partir de fotografias 2D. Vista superior (a) e imagem 3D lateral. O ultrassom do avião onda harmônica é perpendicular ao eixo da esfera que une os pólos norte e sul.

Crédito: Thomas Wierzbicki et al.



No novo estudo, os pesquisadores exploraram como o ultrassom pode ter o mesmo tipo de efeito no vírus SARS-CoV-2. Embora os cientistas ainda tenham muito a aprender sobre a estrutura exata do novo coronavírus, os pesquisadores foram capazes de construir modelos do novo vírus com base nas estruturas conhecidas de outros coronavírus.

“A natureza dotou os vírus de uma característica bela e perigosa - a coroa”, escreveram os pesquisadores. 'Muitos vírus envelopados, incluindo influenza, HIV e SARS pertencem a esta família. A coroa é composta de receptores densamente empacotados, comumente chamados de espigões. Eles não são apenas para decoração. Os receptores desempenham um papel essencial no ciclo reprodutivo do vírus. Eles se ligam às suas contrapartes da célula invadida e iniciam o mecanismo de injeção do genoma mortal na célula. '

Os pesquisadores criaram vários modelos do novo coronavírus e, em seguida, usaram simulações de computador para determinar as frequências nas quais as vibrações acústicas podem danificar partes importantes do vírus, ou seja, a casca e os espinhos. Os resultados mostraram que as vibrações de ultrassom entre 25 e 100 megahertz causaram a ruptura da casca e das pontas quase imediatamente.

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'Nós provamos que sob excitação de ultrassom a casca e os picos do coronavírus vibrarão, e a amplitude dessa vibração será muito grande, produzindo cepas que podem quebrar certas partes do vírus, causando danos visíveis à casca externa e possivelmente danos invisíveis para o RNA dentro, 'Tomasz Wierzbicki, professor de mecânica aplicada no MIT, disse MIT News . 'A esperança é que nosso artigo inicie uma discussão em várias disciplinas.'

Ainda assim, mais pesquisas são necessárias antes que o ultrassom possa ser usado como um tratamento preventivo ou terapêutico para o novo coronavírus. Mas os resultados são promissores, em parte porque as frequências de ultrassom que danificaram o coronavírus ficaram dentro de uma faixa considerada segura para humanos.

Crédito: Marco via Abobe Stock

Se pesquisas futuras validarem as técnicas de ultrassom, elas podem se tornar uma arma valiosa na luta contra os coronavírus, observaram os autores.

“A imunidade adquirida fornecida pela vacina desenvolvida recentemente pela Pfizer e Moderna seria uma solução ideal para combater a SARS-CoV-02. Mas seria apenas temporário porque o surgimento de novas mutações ou cepas exigiria o desenvolvimento de novas vacinas, como ocorre sazonalmente com o vírus da gripe, com investimento de tempo de um ano. '

'Neste artigo, apresentamos um novo conceito de uso de ultrassom e ressonância mecânica para atingir o SARS-CoV-2 e outros vírus envelopados que não têm essa limitação de tempo. Atualmente, apenas esboçamos o primeiro passo promissor deste ambicioso projeto que exigiria uma pesquisa interdisciplinar mais profunda. '

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