Détruire les virus avec le "son" ? Une nouvelle étude montre que les ultrasons font éclater le COVID-19 et la grippe

Au lieu de supprimer les virus avec des médicaments ou de devancer le système immunitaire avec des vaccins, détruire les virus eux-mêmes avec le "pouvoir du son" — une recherche qui semble sortie de la science-fiction attire l'attention en tant qu'article scientifique réel.

Une équipe de recherche de l'Université de São Paulo au Brésil a démontré la possibilité de détruire et d'inactiver la structure du SARS-CoV-2, le virus responsable du COVID-19, ainsi que du virus de la grippe H1N1, en utilisant des ultrasons à haute fréquence. Les résultats de la recherche ont été publiés dans Scientific Reports et rapportés par Phys.org et FAPESP.

Le point crucial est que les ultrasons ne "brûlent pas les virus avec de la chaleur" ni ne les "détruisent chimiquement comme des médicaments". L'équipe de recherche s'est concentrée sur le phénomène de "résonance acoustique", où les ondes sonores secouent la structure des particules virales, rendant leur membrane ou enveloppe incapable de résister.

L'idée de détruire les virus avec des "cris"

Les rapports décrivent ce mécanisme comme "combattre les virus avec des cris". Bien sûr, il ne s'agit pas de détruire les virus en criant fort. Ce qui est utilisé, ce sont des ultrasons à haute fréquence inaudibles pour l'oreille humaine.

Dans cette étude, des ultrasons à haute fréquence de 3 à 20 MHz ont été examinés. Cela se rapproche de la gamme de fréquences utilisée pour les diagnostics par imagerie médicale. Cependant, le mécanisme diffère de celui des ultrasons utilisés pour le nettoyage et la stérilisation des instruments. Les ultrasons de nettoyage reposent sur la "cavitation", où de petites bulles dans un liquide s'effondrent violemment. La cavitation est puissante mais peut également endommager les tissus biologiques environnants.

L'équipe de recherche a ciblé non pas l'effet destructeur de l'effondrement des bulles à basse fréquence, mais l'effet d'accumulation d'énergie vibratoire dans les particules virales elles-mêmes grâce aux ultrasons dans la gamme MHz. L'enveloppe entourant le virus vibre, se déforme et finit par se déchirer. Les chercheurs comparent cela à un "effet pop-corn" éclatant de l'intérieur.

Confirmation des changements structurels dans le SARS-CoV-2 et le H1N1

L'article rapporte que, pour le SARS-CoV-2 et le virus de la grippe H1N1, la taille et la structure des particules ont changé après l'exposition aux ultrasons.

Pour le SARS-CoV-2, les particules virales non traitées ont montré une distribution de taille relativement uniforme, tandis qu'après traitement par ultrasons, un pic indiquant des fragments plus petits est apparu. Cela suggère que les particules virales ont été partiellement décomposées ou fragmentées. Pour le H1N1, il est rapporté que le signal des particules mesurables a disparu après traitement, indiquant une désintégration structurelle plus étendue.

De plus, les observations au microscope électronique à balayage et au microscope à force atomique ont montré que le contour extérieur du SARS-CoV-2 s'était effondré, avec des indentations et des déchirures apparaissant à la surface, transformant les particules virales lisses en formes irrégulières. Cela montre que non seulement la taille a changé, mais que l'enveloppe et la structure de surface essentielles à l'infection ont été endommagées.

Diminution de l'infectiosité, mais étude in vitro

Si seule la structure est endommagée, on pourrait dire que "seul l'aspect a changé". Ce qui est important, c'est de savoir si cela entraîne une diminution de la capacité d'infection.

L'équipe de recherche a infecté des cellules avec le SARS-CoV-2 traité par ultrasons et a examiné les signaux de la protéine de spicule du virus et de l'ARN double brin, indicateur de réplication. Les résultats ont montré que, dans certaines conditions, les signaux indiquant l'infection et la réplication étaient considérablement réduits. En particulier, les conditions autour de 7,5 MHz ont montré un effet fort, avec les signaux d'antigènes viraux et de réplication presque effacés pour le SARS-CoV-2 sauvage.

Cependant, il est nécessaire de lire cela avec prudence. Cette recherche est principalement une étude in vitro, c'est-à-dire utilisant des tubes à essai ou des cellules en culture. Il reste à vérifier si le même effet peut être obtenu de manière ciblée et sûre dans le corps humain, en atteignant les virus dans les poumons, les cavités nasales, le sang et les tissus.

Il est trop tôt pour conclure que "le COVID-19 et la grippe peuvent être traités par ultrasons". À ce stade, il est plus précis de comprendre que "dans certaines conditions, les ultrasons peuvent physiquement détruire les particules virales et réduire leur infectiosité".

Pourquoi seuls les virus sont-ils détruits, et les cellules sont-elles moins affectées ?

Cette recherche est notable non seulement parce qu'elle détruit les virus. En appliquant une énergie puissante, beaucoup de choses peuvent être détruites. Le problème est de savoir si l'on peut cibler les virus tout en évitant les dommages au corps humain.

Selon l'explication de l'équipe de recherche, la clé réside dans la "forme" et la "taille". Les virus enveloppés, proches de la forme sphérique, absorbent facilement l'énergie des ultrasons à certaines fréquences. L'énergie sonore s'accumule à l'intérieur des particules, et un stress mécanique s'accumule sur l'enveloppe ou l'enveloppe. En conséquence, les particules virales se déforment, se déchirent et perdent leur structure nécessaire à l'infection.

D'autre part, les cellules hôtes sont beaucoup plus grandes que les virus et ont une structure différente, ce qui les rend moins susceptibles d'absorber l'énergie de la même manière dans le même champ sonore. L'article souligne que le mécanisme n'est pas celui de la cavitation à basse fréquence, où les bulles s'effondrent et endommagent aveuglément les environs, mais un mécanisme non thermique et non chimique basé sur la résonance dans la bande MHz.

Cependant, pour affirmer qu'il n'y a "aucun impact sur les cellules", il faudra vérifier avec une variété de types cellulaires, de tissus, de modèles animaux, et finalement des essais cliniques. Si l'on envisage une application médicale, de nombreux éléments doivent être vérifiés, tels que la fréquence, la puissance, la durée d'exposition, le site d'exposition, l'atténuation dans les tissus, la génération de chaleur et l'impact sur la réponse immunitaire.

Est-il possible que cela fonctionne également sur les variants ?

Un des points d'espoir pour les chercheurs est que cette méthode dépend de la forme physique du virus plutôt que de sa séquence génétique.

Les médicaments antiviraux ciblent souvent les enzymes ou certaines protéines du virus. Par conséquent, si la cible change de forme en raison d'une mutation, l'efficacité peut diminuer. Les vaccins peuvent également voir leur efficacité de prévention de l'infection diminuer si les sites reconnus par le système immunitaire changent.

En revanche, la destruction physique par résonance acoustique utilise la caractéristique structurelle majeure des virus enveloppés, qui sont des particules proches de la forme sphérique. En théorie, même si une partie de la protéine de spicule mute, tant que les propriétés physiques globales de la particule ne changent pas considérablement, l'efficacité pourrait être maintenue.

Cependant, l'article montre également que des différences de sensibilité ont été observées pour le type sauvage du SARS-CoV-2, le variant Gamma et le variant Delta. En particulier, pour les variants Gamma et Delta, des signaux résiduels ont été observés dans certaines conditions, suggérant que des conditions de fréquence optimales sont importantes. Il est donc préférable de considérer que "les conditions optimales peuvent varier selon les variants" plutôt que de voir cela comme "universel indépendamment des mutations".

La distance avec les ultrasons médicaux existants

Les ultrasons médicaux sont largement utilisés pour les examens prénataux, cardiaques, abdominaux et vasculaires. C'est une technologie non invasive et sans rayonnement pour le diagnostic par imagerie. Par conséquent, on pourrait espérer que "les machines déjà présentes dans les hôpitaux pourraient être utilisées pour traiter les virus".

Cependant, utiliser les ultrasons pour le diagnostic et pour délivrer de l'énergie ciblée à des fins thérapeutiques sont deux problèmes différents. Les ultrasons de diagnostic sont conçus pour obtenir des images et ne sont pas optimisés pour provoquer de manière stable la destruction par résonance des particules virales à des fins thérapeutiques. Reproduire les conditions utilisées dans la recherche dans les tissus complexes du corps humain nécessitera probablement la conception d'appareils spécialisés et de protocoles d'exposition.

De plus, dans le cas des infections respiratoires, les virus sont présents à plusieurs endroits tels que les cavités nasales, la gorge, les voies respiratoires et les poumons. Les poumons contiennent beaucoup d'air, ce qui complique la propagation des ultrasons. Lors de la livraison d'énergie aux tissus profonds, il est également nécessaire d'évaluer soigneusement l'impact sur les tissus environnants et l'accumulation de chaleur.

Néanmoins, l'idée d'une stratégie antivirale physique a un grand attrait. Elle est moins susceptible de générer une résistance aux médicaments, n'utilise pas de produits chimiques et pourrait ne pas dépendre de protéines virales spécifiques. Les chercheurs poursuivent également des essais sur d'autres virus enveloppés tels que la dengue, le chikungunya et le zika.

Les attentes et les critiques se mêlent sur les réseaux sociaux

Cette nouvelle a également été abordée sur Reddit dans r/science et r/Futurology. Les réactions montrent un mélange d'attentes typiques des nouvelles scientifiques, d'humour propre aux réseaux sociaux, et de questions prudentes.

Ce qui ressort d'abord, c'est l'attente de savoir "si cela peut vraiment conduire à un traitement". Le développement de médicaments antiviraux prend du temps et coûte cher, et leur efficacité peut être compromise par les mutations virales. Par conséquent, il est naturel que l'intérêt se porte sur une approche physique différente des médicaments. Étant donné que cela concerne des infections courantes comme le COVID-19 et la grippe, certains voient cela comme une "nouvelle option potentielle pour les virus respiratoires à l'avenir".

D'un autre côté, des questions techniques ont rapidement émergé dans les commentaires. Par exemple, des questions sur la "fréquence" ont été posées, et des réactions ont souligné les conditions de 3 à 20 MHz mentionnées dans le résumé de l'article, ainsi que l'effet fort observé autour de 7,5 MHz. C'est un point de vue très important. Les ultrasons, qu'ils soient à basse fréquence pour le nettoyage ou à haute fréquence pour l'imagerie médicale, ont des mécanismes d'action et des niveaux de sécurité différents.

De plus, des blagues telles que "Faut-il aller s'entraîner en montagne à chaque fois qu'on attrape la grippe ?" ont été faites. Cela est probablement dû au fait que l'expression de détruire les virus avec des cris ou des sons évoque le "shout" des jeux ou des fantaisies. Lorsque les nouvelles scientifiques se répandent sur les réseaux sociaux, ces métaphores aident à comprendre mais peuvent aussi entraîner des malentendus. En réalité, il ne s'agit pas de détruire les virus avec des voix ou de la musique, mais d'une recherche utilisant des ultrasons à fréquence, puissance et durée d'exposition contrôlées.

En outre, dans les communautés médicales et scientifiques, une vue d'ensemble "c'est encore au stade in vitro" est également importante. Appliquer des ultrasons à une suspension virale dans un tube à essai et obtenir le même effet en toute sécurité dans le site d'infection du corps humain sont deux choses très différentes. Les réactions sur les réseaux sociaux ne se limitent pas à des louanges simples, mais se concentrent sur une réception de type "intéressant, mais il y a encore un long chemin avant une application clinique".

Une recherche à voir comme une "nouvelle entrée" plutôt qu'une attente excessive

Cette recherche ne présente pas une méthode de traitement immédiatement utilisable dans les hôpitaux. Ce n'est pas non plus une question de guérir les personnes infectées par le COVID-19 ou la grippe en passant un examen par ultrasons. Cela ne signifie pas non plus que les appareils à ultrasons domestiques ou de beauté peuvent traiter les infections.

Ce qui est important, c'est qu'elle a montré une nouvelle entrée pour "détruire physiquement" les virus. Jusqu'à présent, les mesures contre les virus se concentraient sur les vaccins, les médicaments antiviraux, la désinfection, la ventilation, les masques et le contrôle immunitaire, des méthodes biologiques, chimiques et de santé publique. À cela s'ajoute maintenant la possibilité d'une approche physique utilisant des ondes sonores finement réglées pour détruire les particules virales.

Si des conditions d'exposition sûres pour des virus spécifiques sont établies à l'avenir, cela pourrait conduire à des thérapies adjuvantes pour les sites d'infection localisés, à une stérilisation avancée des dispositifs médicaux, au traitement des échantillons dérivés de sang ou de fluides corporels, ou à de nouvelles stratégies thérapeutiques combinées avec des médicaments.

Cependant, il existe des obstacles élevés pour l'application au corps humain. Dans le corps, les virus ne flottent pas seuls mais sont présents parmi les cellules, le mucus, le sang, les composants immunitaires et les structures tissulaires. Il est nécessaire de trouver des conditions qui délivrent suffisamment d'énergie aux virus tout en ne nuisant pas aux tissus environnants. De plus, pour les infections aiguës avec une charge virale élevée, les infections latentes, chroniques ou systémiques, les méthodes d'exposition requises peuvent différer.

Jusqu'où ira la "médecine du son" ?

Les ultrasons sont déjà utilisés dans le monde médical non seulement pour le diagnostic mais aussi pour le traitement. Les technologies médicales utilisant les ondes sonores se développent, notamment pour la lithotritie, le traitement par ultrasons focalisés, l'application aux tumeurs et l'aide à la délivrance de médicaments. Cette recherche a placé un nouveau thème dans cette continuité : cibler les particules virales elles-mêmes.

Ce qui est intéressant, c'est que les virus sont si petits qu'on pensait que l'interaction avec les ultrasons serait difficile selon l'intuition traditionnelle. La longueur d'onde des ultrasons est bien plus longue que celle des particules virales. Néanmoins, il a été démontré que les particules proches de la forme sphérique peuvent absorber l'énergie et