¿Destruir virus con "sonido"? Un nuevo estudio muestra que los ultrasonidos pueden romper el COVID-19 y la gripe

En lugar de suprimir los virus con medicamentos o adelantarse con vacunas, destruir los virus directamente con el "poder del sonido". Esta investigación, que parece sacada de la ciencia ficción, está ganando atención como un artículo científico real.

Un equipo de investigación de la Universidad de São Paulo en Brasil ha demostrado que es posible desactivar y destruir la estructura del SARS-CoV-2, el virus causante del COVID-19, y del virus de la gripe H1N1 utilizando ultrasonidos de alta frecuencia. Los resultados de la investigación fueron publicados en Scientific Reports y reportados por Phys.org y FAPESP.

El punto clave es que los ultrasonidos no "queman" los virus con calor ni los destruyen químicamente como lo harían los medicamentos. El equipo de investigación se centró en el fenómeno de "resonancia acústica", donde las ondas sonoras sacuden la estructura de las partículas virales, haciendo que sus membranas o envolturas no puedan soportarlo más.

La idea de destruir virus con "gritos"

Los informes describen este mecanismo como "luchar contra los virus con gritos". Por supuesto, no se trata de que los virus se destruyan cuando los humanos gritan. Se utilizan ultrasonidos de alta frecuencia que no son audibles para el oído humano.

En este estudio, se investigaron ultrasonidos de alta frecuencia de 3 a 20 MHz, que son cercanos a las frecuencias utilizadas en el diagnóstico por imágenes médicas. Sin embargo, el mecanismo es diferente al de los ultrasonidos utilizados para la limpieza y esterilización de instrumentos. En los ultrasonidos de limpieza, el fenómeno principal es la "cavitación", donde pequeñas burbujas en el líquido colapsan violentamente. Aunque la cavitación es poderosa, también puede dañar fácilmente los tejidos biológicos circundantes.

El objetivo del equipo de investigación no era el efecto destructivo de colapsar burbujas a baja frecuencia, sino el efecto de acumular energía vibratoria en las partículas virales mediante ultrasonidos en el rango de MHz. La envoltura que rodea el exterior del virus vibra, se deforma y finalmente se rompe. Los investigadores comparan esto con el "efecto palomitas de maíz", donde el virus estalla desde el interior.

Se observan cambios estructurales en SARS-CoV-2 y H1N1

El artículo informa que tanto en el SARS-CoV-2 como en el virus de la gripe H1N1, el tamaño y la estructura de las partículas cambiaron después de la exposición a ultrasonidos.

En el caso del SARS-CoV-2, las partículas virales no tratadas mostraron una distribución de tamaño relativamente uniforme, mientras que después del tratamiento con ultrasonidos, apareció un pico que indicaba fragmentos más pequeños. Esto sugiere que las partículas virales podrían haberse descompuesto o fragmentado parcialmente. En el caso del H1N1, se informó que la señal de partículas claramente medibles desapareció después del tratamiento, lo que indica un colapso estructural más amplio.

Además, las observaciones con microscopía electrónica de barrido y microscopía de fuerza atómica mostraron que el contorno exterior del SARS-CoV-2 se había desintegrado, apareciendo depresiones y grietas en la superficie, y las partículas virales lisas se transformaron en formas irregulares. Esto indica que no solo cambió el tamaño, sino que la envoltura y la estructura superficial, cruciales para la infección, también se dañaron.

Disminución de la infectividad, pero solo en estudios in vitro

Si solo se destruye la estructura, se podría decir que "solo cambió el aspecto". Lo importante es si esto lleva a una disminución de la capacidad de infección.

El equipo de investigación infectó células con SARS-CoV-2 tratado con ultrasonidos y examinó las señales de la proteína espiga del virus y el ARN de doble cadena, un indicador de replicación. Los resultados mostraron que, bajo ciertas condiciones, las señales indicativas de infección y replicación se redujeron significativamente. En particular, las condiciones cercanas a 7.5 MHz mostraron un efecto fuerte, con las señales de antígeno viral y replicación casi desapareciendo en el SARS-CoV-2 de tipo salvaje.

Sin embargo, es necesario ser cauteloso. Este estudio se realizó principalmente in vitro, es decir, en tubos de ensayo o células cultivadas. Todavía es necesario verificar si es posible destruir selectivamente los virus de la misma manera dentro del cuerpo humano y si los ultrasonidos pueden llegar de manera segura y suficiente a los virus en los pulmones, cavidades nasales, sangre y tejidos.

Es prematuro concluir que "el COVID-19 y la gripe pueden tratarse con ultrasonidos". En este momento, es más preciso entender que "bajo ciertas condiciones, los ultrasonidos pueden destruir físicamente las partículas virales y reducir su infectividad".

¿Por qué solo se destruyen los virus y las células no se dañan fácilmente?

La razón por la que esta investigación está recibiendo atención no es solo porque destruyó virus. Si se aplica energía fuerte, muchas cosas se rompen. El problema es si se puede apuntar a los virus evitando el daño al cuerpo humano.

Según la explicación del equipo de investigación, la clave está en la "forma" y el "tamaño". Los virus con envoltura, que son casi esféricos, absorben fácilmente la energía de ultrasonidos de ciertas frecuencias. La energía sonora se acumula dentro de las partículas, y el estrés mecánico se acumula en la envoltura o exterior. Como resultado, las partículas virales se deforman, se rompen y pierden la estructura necesaria para la infección.

Por otro lado, se cree que las células huésped, que son mucho más grandes y estructuralmente diferentes a los virus, no absorben la energía de la misma manera en el mismo campo sonoro. El artículo enfatiza que no se trata de un mecanismo de cavitación de baja frecuencia que colapsa burbujas y daña indiscriminadamente el entorno, sino de un mecanismo no térmico y no químico basado en la resonancia en el rango de MHz.

Sin embargo, para afirmar que "no hay ningún efecto en las células", se necesitarán más verificaciones en una variedad de tipos de células, tejidos, modelos animales y, finalmente, ensayos clínicos. Si se considera la aplicación médica, hay muchos aspectos que deben confirmarse, como la frecuencia, la potencia, el tiempo de exposición, el lugar de exposición, la atenuación dentro del tejido, la generación de calor y el impacto en la respuesta inmunitaria.

¿Podría ser efectivo contra variantes?

Uno de los puntos que genera expectativas entre los investigadores es que este método no depende de la secuencia genética del virus, sino de su forma física.

Los medicamentos antivirales a menudo se dirigen a enzimas o proteínas específicas del virus. Por lo tanto, si la forma del objetivo cambia debido a mutaciones, la efectividad puede disminuir. Las vacunas también pueden ver reducida su efectividad preventiva si cambian las regiones que el sistema inmunitario reconoce.

En contraste, la destrucción física mediante resonancia acústica utiliza características estructurales importantes, como que los virus son partículas casi esféricas y tienen una envoltura. En teoría, incluso si una parte de la proteína espiga muta, mientras las propiedades físicas generales de la partícula no cambien significativamente, la efectividad podría mantenerse.

Sin embargo, el artículo también muestra que hubo diferencias en la sensibilidad entre el tipo salvaje de SARS-CoV-2, la variante Gamma y la variante Delta. En particular, en las variantes Gamma y Delta, se observaron señales residuales bajo ciertas condiciones, lo que sugiere que las condiciones óptimas de frecuencia son importantes. En lugar de verlo como "universal sin importar la mutación", debería considerarse que "las condiciones óptimas pueden variar según la variante".

La relación con el ultrasonido médico existente

Los ultrasonidos médicos se utilizan ampliamente en exámenes prenatales, del corazón, abdomen y vasos sanguíneos. Es una tecnología familiar para el diagnóstico por imágenes no invasivo que no utiliza radiación. Por lo tanto, es tentador esperar que "las máquinas ya en los hospitales puedan usarse para tratar virus".

Sin embargo, usarlo para diagnóstico y aplicar energía dirigida para tratamiento son problemas diferentes. Los ultrasonidos de diagnóstico están diseñados para obtener imágenes y no están optimizados para inducir de manera estable la destrucción por resonancia de partículas virales con fines terapéuticos. Reproducir las condiciones utilizadas en la investigación dentro de los complejos tejidos del cuerpo humano probablemente requerirá un diseño de dispositivo y protocolos de irradiación específicos.

Además, en el caso de las infecciones respiratorias, los virus están presentes en múltiples lugares como las cavidades nasales, la garganta, las vías respiratorias y los pulmones. Los pulmones contienen mucho aire, lo que dificulta la propagación de los ultrasonidos. Cuando se entrega energía a tejidos profundos, también se debe evaluar cuidadosamente el impacto en los tejidos circundantes y la acumulación de calor.

Aun así, la idea de una estrategia antiviral física es muy atractiva. Tiene el potencial de no generar resistencia a los medicamentos, no utiliza productos químicos y podría no depender de proteínas virales específicas. Los investigadores también están avanzando en pruebas contra otros virus con envoltura, como el dengue, el chikungunya y el zika.

Expectativas y críticas en las redes sociales

Esta noticia también fue destacada en Reddit en r/science y r/Futurology. Las reacciones muestran una mezcla de expectativas típicas de noticias científicas, humor característico de las redes sociales y preguntas cautelosas.

Lo primero que destaca es la expectativa de "¿realmente esto puede llevar a un tratamiento?". El desarrollo de medicamentos antivirales requiere tiempo y costos, y la efectividad puede verse afectada por las mutaciones del virus. Por lo tanto, es natural que un enfoque físico diferente a los medicamentos genere interés. Especialmente porque se trata de un tema relacionado con enfermedades infecciosas comunes como el COVID-19 y la gripe, algunas personas lo ven como una "nueva opción para los virus respiratorios en el futuro".

Por otro lado, en la sección de comentarios surgieron rápidamente preguntas técnicas. Por ejemplo, hubo preguntas sobre "¿cuál es la frecuencia?", y se prestó atención a las condiciones de 3 a 20 MHz mencionadas en el resumen del artículo y al fuerte efecto observado cerca de 7.5 MHz. Este es un punto de vista muy importante. Aunque se habla de ultrasonidos en general, los ultrasonidos de baja frecuencia para limpieza y los ultrasonidos de alta frecuencia para diagnóstico médico tienen mecanismos de acción y seguridad diferentes.

También se hicieron bromas como "¿tendré que ir a entrenar a las montañas cada vez que me contagie de gripe?". Esto probablemente se debió a que la expresión de destruir virus con sonido o gritos evocó el "grito" de juegos o fantasías. Cuando las noticias científicas se difunden en las redes sociales, estas metáforas pueden ayudar a la comprensión, pero también pueden causar malentendidos. En realidad, no se trata de destruir virus con voces o música, sino de una investigación que utiliza ultrasonidos controlados en frecuencia, potencia y tiempo de exposición.

Además, en las comunidades médicas y científicas, es importante mantener una perspectiva sobria de que "esto todavía está en la etapa in vitro". Hay una gran diferencia entre aplicar ultrasonidos a una suspensión viral en un tubo de ensayo y lograr el mismo efecto de manera segura en los sitios de infección dentro del cuerpo humano. Las reacciones en las redes sociales también se centran en una recepción que no es solo de elogio simple, sino de "interesante, pero todavía hay un largo camino hacia la aplicación clínica".

Más que expectativas excesivas, un estudio para ver como una "nueva puerta de entrada"

Este estudio no presenta un tratamiento que pueda usarse de inmediato en los hospitales. No se trata de que las personas infectadas con COVID-19 o gripe se curen al someterse a un examen de ultrasonido. Tampoco significa que los dispositivos de ultrasonido domésticos o de belleza puedan tratar infecciones.

Lo importante es que este estudio ha mostrado una "nueva puerta de entrada" para destruir físicamente los virus. Hasta ahora, las medidas contra los virus se han centrado en métodos biológicos, químicos y de salud pública, como vacunas, medicamentos antivirales, desinfección, ventilación, mascarillas y control inmunológico. Ahora, existe la posibilidad de que se sume un enfoque físico que destruya las partículas virales con ondas sonoras ajustadas con precisión en frecuencia.

Si en el futuro se establecen condiciones de irradiación seguras para virus específicos, podría llevar a terapias complementarias para sitios de infección localizados, una esterilización avanzada de dispositivos médicos, el tratamiento de muestras derivadas de sangre o fluidos corporales, o nuevas estrategias de tratamiento combinadas con medicamentos.

Sin embargo, hay grandes desafíos para su aplicación en el cuerpo humano. Dentro del cuerpo, los virus no flotan solos, sino que están presentes entre células, moco, sangre, componentes inmunitarios y estructuras tisulares. Es necesario encontrar condiciones que entreguen suficiente energía a los virus mientras no dañan los tejidos circundantes. Además, en infecciones agudas con alta carga viral, infecciones latentes, infecciones crónicas e infecciones sistémicas, los métodos de irradiación requeridos pueden diferir.

¿Hasta dónde llegará la "medicina del sonido"?

Los ultrasonidos ya se utilizan en el mundo médico no solo para diagnóstico, sino también para tratamiento. La tecnología médica que utiliza ondas sonoras está en expansión, incluyendo la fragmentación de cálculos, tratamientos de ultrasonido focalizado, aplicaciones en tumores y asistencia en la administración de medicamentos. Este estudio ha colocado un nuevo tema en esa línea: "apuntar directamente a las partículas virales".

Lo interesante es que, debido a que los virus son extremadamente pequeños, se pensaba que la interacción con los ultrasonidos era poco probable según la intuición convencional. La longitud de onda de los ultrasonidos es mucho más larga que las partículas virales. Sin embargo, se ha demostrado la posibilidad de que las partículas casi esféricas absorban energía y su estructura colapse debido a la vibración interna. Aquí reside la fascinación de la intersección entre la física y la virología.

La dirección futura de esta investigación es clara. Primero, investigar si hay efectos similares en más tipos de virus. Segundo, verificar la seguridad en diversos modelos de células y tejidos de origen humano. Tercero, evaluar la posibilidad de aplicación en el cuerpo utilizando modelos animales. Cuarto, afinar las condiciones de irradiación, la forma del dispositivo y el objetivo del tratamiento para su uso como equipo médico real.

Conclusión: Hay esperanza, pero aún no es un "tratamiento"

Esta noticia es muy atractiva. Podría ser posible destruir el COVID-19 y la gripe, virus que afectan a muchas personas, no con medicamentos, sino con ultrasonidos de alta frecuencia. Además, en lugar de destruir indiscriminadamente el