Czy wibracje mogą zniszczyć cząsteczki SARS-CoV-2? Analiza matematyczna w nanoskali

Wirus SARS-CoV-2 wywołujący COVID-19 ma obecnie największy niekorzystny wpływ na zdrowie, gospodarkę i styl życia ludzi na całym świecie. Naukowcy szukają szczepionek i leków, a także, jak w prezentowanych badaniach, analizują możliwość mechanicznego oddziaływania na cząsteczki SARS-CoV-2 celem ich destrukcji. Międzynarodowy zespół inżynierów, w tym z Politechniki Gdańskiej, analizował matematyczny model cząsteczki SARS-CoV-2 w postaci lepkosprężystej struktury kulistej. Wyniki zostały opublikowane w 2. co do prestiżu wyznaczanego cytowalnością (impact factor) z 91 multidyscyplinarnych czasopism inżynieryjnych.

• Mechaniczne obciążanie struktury wirusa SARS-CoV-2 może powodować jej deformowanie, prowadząc do zniszczenia wirusa.
• Częstotliwości wibracji terapeutycznych, które mogą wywołać rezonans cząsteczki SARS-CoV-2, skutkujący zniszczeniem jej struktury, proponowane są w zakresach: 3-4 i 7-25 GHz.

Opracowano na podstawie:

On the deformation and frequency analyses of SARS-CoV-2 at nanoscale. Dastjerdi S, Malikan M, Akgöz B, Civalek Ö, Wiczenbach T, Eremeyev VA. Int J Eng Sci. 2022;170:103604.

Wg mechaniki, jeśli dana struktura drga ze specyficzną częstotliwością własną, to można wprawić ją w destabilizujący rezonans o wzrastającej amplitudzie, prowadzący do jej zniszczenia. Dlatego tak ważne jest zbadanie naturalnych drgań łańcuchów białkowych SARS-CoV-2, które potencjalnie mogą być podatne na zniszczenie przez wibrowanie z odpowiednimi częstotliwościami. Autorzy prezentowanego doniesienia wyrażają nadzieję, że wyniki ich pionierskiego badania będą wykorzystane w zakresie leczenia COVID-19, jak i chorób wywoływanych przez inne wirusy, w tym HIV, bez użycia szczepionek.

Wyniki

Modelowano częstotliwości drgań własnych cząsteczki SARS-CoV-2 oraz obciążenia mogące wpłynąć na odkształcenie wirusa. Stosowano symulację matematyczną opartą o teorie mechaniki i elastyczności nielokalnej. Autorzy proponują, by stosowanie destrukcyjnych obciążeń na cząsteczki SARS-CoV-2 i ewentualnie cząsteczki innych wirusów, jak i stosowanie drgań o częstotliwościach własnych tych cząsteczek, uznać za metody terapeutyczne.

Otrzymane wyniki można podsumować w następujący sposób:

• Mechaniczne obciążanie struktury wirusa SARS-CoV-2 może powodować jej deformowanie, prowadząc do zniszczenia wirusa.
• Aby uzyskać maksymalne odkształcenie struktur wirusa, obciążenia należy stosować przez dłuższy czas.
• Wewnętrzne elementy budulcowe wirusa pełnią w analizowanym kontekście rolę elastycznego podłoża, przez co zapobiegają powstawaniu deformacji jego natywnej struktury.
• Częstotliwości wibracji terapeutycznych, które mogą wywołać rezonans cząsteczki SARS-CoV-2, skutkujący zniszczeniem jej struktury, proponowane są w zakresach: 3-4 i 7-25 GHz.

Komentarz

Już wcześniej badano zagadnienie mechanicznego uszkadzania wirusów za pomocą podawania drgań powodujących rezonans ich cząsteczek. Np. Pica i wsp. (2006) testowali wpływ pól elektromagnetycznych o skrajnie niskiej częstotliwości na wirusy onkogenne. Wystawiali nowotwór związany z herpeswirusem (HHV-8) na działanie fal sinusoidalnych, 1 mT, 50 Hz, przez 24-72 godziny. Po tym zabiegu potomstwo wirusa HHV-8 składało się już głównie z wadliwych cząstek wirusa.

Wydaje się, że drgania rezonansowe mogą niszczyć strukturę białkową wirusów, dlatego tak ważne jest uzyskanie częstotliwości drgań własnych cząsteczek SARS-CoV-2. Rozwinięcie tej metody może przyczynić się do walki i z innymi wirusami, ale potencjalnie także z komórkami nowotworowymi. Należy jednak zauważyć, że podczas takiej terapii również organizm ludzki może być narażany na działanie potencjalnie niebezpieczne i szkodliwe dla narządów, enzymów  czy DNA, dlatego odpowiedni specjaliści powinni dokonać wszelkich koniecznych rozważań klinicznych podczas ewentualnego tworzenia nowej mechanoterapii i nowego rodzaju wibroterapii.

Więcej w: