Ultrassom: Uma Nova Fronteira no Combate a Vírus
Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) descobriram que ondas de ultrassom de alta frequência, semelhantes às utilizadas em exames médicos, podem eliminar vírus como o SARS-CoV-2 e o H1N1 sem causar danos às células humanas. Em um artigo publicado na Scientific Reports, a equipe detalhou como o fenômeno denominado ressonância acústica provoca alterações estruturais nas partículas virais, resultando em sua ruptura e inativação.
“É como se fôssemos combater o vírus gritando. Demonstramos que a energia das ondas sonoras altera a morfologia das partículas virais a ponto de elas se desintegrarem, de maneira semelhante ao que ocorre com uma pipoca. Quando a estrutura do patógeno é degradada, a membrana protetora do vírus, conhecida como envelope, se rompe e se deforma, impedindo que ele invada as células humanas”, explica Odemir Martinez Bruno, professor do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP e coordenador da pesquisa.
Uma Nova Abordagem para o Tratamento de Doenças Virais
A inativação de vírus envelopados por ultrassom abre novas possibilidades de tratamento para diversas doenças virais. A equipe de pesquisa já está realizando testes in vitro contra outras infecções, como dengue, chikungunya e zika. Essa alternativa é especialmente relevante, considerando que o desenvolvimento de medicamentos antivirais é frequentemente complexo e desafiador.
“Apesar de ainda estarmos distantes de sua aplicação clínica, essa estratégia se mostra promissora para o combate a vírus envelopados de forma geral, uma vez que o desenvolvimento de antivirais químicos é difícil e os resultados são frequentemente insatisfatórios. Além disso, essa abordagem é ambientalmente sustentável, pois não gera resíduos e não contribui para a resistência viral”, acrescenta Flávio Protásio Veras, professor da Universidade Federal de Alfenas (Unifal) e bolsista de pós-doutorado da FAPESP, que financiou a pesquisa por meio de diversos projetos.
Colaboração Interdisciplinar para Resultados Inovadores
A pesquisa envolveu a colaboração de cientistas de diversas áreas. Profissionais do IFSC, além de especialistas do Centro de Pesquisa em Virologia e do Centro de Pesquisa em Doenças Inflamatórias (CRID), associados à Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, à Faculdade de Ciências Farmacêuticas e à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (Unesp), contribuíram com análises estruturais e toxicológicas utilizando técnicas como microscopia e espalhamento de luz.
Além disso, a pesquisa contou com a participação de Charles Rice, professor da Universidade Rockefeller (EUA) e laureado com o Prêmio Nobel de Medicina em 2020, que forneceu vírus fluorescentes para permitir a visualização em tempo real das interações.
A Geometria do Ultrassom e Sua Surpreendente Eficácia
A descoberta surpreendeu a comunidade científica, já que contraria teorias clássicas da física, uma vez que o comprimento de onda do ultrassom é significativamente maior do que o tamanho do vírus, o que, à primeira vista, dificultaria a interação.
“O fenômeno é, na verdade, estritamente geométrico. Partículas esféricas, como muitos vírus envelopados, absorvem de forma mais eficaz a energia das ondas de ultrassom. É esse acúmulo de energia dentro da partícula que provoca as mudanças na estrutura do envelope viral até sua ruptura. Se os vírus fossem triangulares ou quadrados, não experimentariam o mesmo efeito explosivo da ressonância acústica”, detalha Bruno.
Ele também observa que, devido à natureza do processo, que depende exclusivamente da forma da partícula viral e não de mutações genéticas, variantes como as que surgiram durante a pandemia de COVID-19, como ômicron e delta, não afetam a eficácia do método.
Frequência e Aplicabilidade da Técnica
Ele explica que a ressonância acústica e a cavitação se diferenciam, principalmente, pela frequência utilizada e seus efeitos sobre vírus e células. “Enquanto a cavitação opera em baixas frequências e destrói tanto vírus quanto tecidos ao colapsar bolhas de gás, a ressonância acústica funciona em altas frequências entre 3 e 20 MHz”, comenta.
No caso da ressonância acústica, Bruno revela que a energia sonora se conecta à estrutura viral, excitando vibrações internas que levam à ruptura mecânica do envelope viral, sem alterar a temperatura ou o pH do meio. “Dessa forma, temos um mecanismo seletivo e seguro, onde apenas o vírus absorve a energia e é desestabilizado, sem representar riscos às células humanas”, conclui.