“ध्वनि” से वायरस को नष्ट करना? अल्ट्रासाउंड ने COVID-19 और इन्फ्लूएंजा को फोड़ दिया नई शोध

दवाओं से वायरस को दबाने के बजाय, वैक्सीन से प्रतिरक्षा को पहले से तैयार करने के बजाय, "ध्वनि की शक्ति" से वायरस को नष्ट करना - ऐसा विज्ञान कथा जैसा शोध, वास्तविक वैज्ञानिक पत्र के रूप में ध्यान आकर्षित कर रहा है।

ब्राज़ील के साओ पाउलो विश्वविद्यालय और अन्य के शोध दल ने उच्च-आवृत्ति अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके, SARS-CoV-2, यानी COVID-19 के कारण बनने वाले वायरस और H1N1 इन्फ्लुएंजा वायरस की संरचना को नष्ट कर, निष्क्रिय करने की संभावना दिखाई। शोध के परिणाम Scientific Reports में प्रकाशित हुए हैं और Phys.org और FAPESP द्वारा रिपोर्ट किए गए हैं।

मुख्य बिंदु यह है कि अल्ट्रासाउंड वायरस को "गर्मी से जलाने" या "रासायनिक रूप से दवाओं की तरह नष्ट करने" का काम नहीं करता। शोध दल ने जिस पर ध्यान केंद्रित किया है वह है "ध्वनिक अनुनाद" की घटना, जहां ध्वनि तरंगों के कारण वायरस कणों की संरचना हिलती है और झिल्ली या बाहरी आवरण सहन नहीं कर पाता।

वायरस को 'चीख' से नष्ट करने का विचार

रिपोर्टों में, इस प्रणाली को "वायरस के खिलाफ चीख से लड़ने जैसा" बताया गया है। निश्चित रूप से, यह नहीं है कि इंसान जोर से चिल्लाएंगे और वायरस नष्ट हो जाएगा। उपयोग में आने वाली ध्वनि, इंसान के कानों से सुनाई न देने वाली उच्च आवृत्ति की अल्ट्रासाउंड है।

इस शोध में, 3 से 20MHz की उच्च आवृत्ति अल्ट्रासाउंड का परीक्षण किया गया। यह चिकित्सा इमेजिंग में उपयोग की जाने वाली अल्ट्रासाउंड आवृत्ति के करीब है। दूसरी ओर, उपकरण की सफाई और कीटाणुशोधन के लिए जानी जाने वाली अल्ट्रासाउंड से यह प्रणाली अलग है। सफाई के लिए उपयोग की जाने वाली अल्ट्रासाउंड में, तरल में छोटे बुलबुले का तेजी से टूटना, जिसे "कैविटेशन" कहा जाता है, मुख्य भूमिका निभाता है। कैविटेशन शक्तिशाली होता है, लेकिन यह आसपास के जीवित ऊतकों को भी नुकसान पहुंचा सकता है।

शोध दल ने जिस पर ध्यान केंद्रित किया वह था, कम आवृत्ति पर बुलबुले को तोड़ने वाली विध्वंसक क्रिया नहीं, बल्कि MHz बैंड की अल्ट्रासाउंड के माध्यम से वायरस कणों में कंपन ऊर्जा को इकट्ठा करने की क्रिया। वायरस के बाहरी आवरण को कंपन कर, विकृत कर, अंततः फाड़ देता है। शोधकर्ताओं ने इसे आंतरिक से फूटने वाले "पॉपकॉर्न प्रभाव" की तरह बताया है।

SARS-CoV-2 और H1N1 में संरचनात्मक परिवर्तन की पुष्टि

पत्र में, SARS-CoV-2 और H1N1 इन्फ्लुएंजा वायरस दोनों में, अल्ट्रासाउंड के बाद कण आकार और संरचना में परिवर्तन की सूचना दी गई है।

SARS-CoV-2 में, बिना उपचार के वायरस कणों ने अपेक्षाकृत समान आकार वितरण दिखाया, जबकि अल्ट्रासाउंड उपचार के बाद छोटे टुकड़े दिखाने वाले शिखर दिखाई दिए। यह संकेत देता है कि वायरस कण आंशिक रूप से टूट गए या टुकड़े हो गए। H1N1 में, उपचार के बाद मापने योग्य सीमा में स्पष्ट कण संकेत गायब हो गया, जो अधिक व्यापक संरचनात्मक विघटन का संकेत देता है।

इसके अलावा, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप और एटॉमिक फोर्स माइक्रोस्कोप द्वारा अवलोकन में, SARS-CoV-2 के बाहरी किनारे टूट गए, सतह पर गड्ढे और दरारें उत्पन्न हुईं, और चिकने वायरस कण अनियमित आकार में बदल गए। यह केवल आकार में परिवर्तन नहीं था, बल्कि संक्रमण के लिए महत्वपूर्ण आवरण और सतह संरचना को भी नुकसान पहुंचा।

संक्रामकता भी कम हुई, हालांकि यह इन विट्रो अध्ययन है

यदि केवल संरचना टूट गई है, तो इसे केवल "दिखावट में परिवर्तन" कहा जा सकता है। महत्वपूर्ण यह है कि क्या यह संक्रमण क्षमता में कमी का कारण बनता है।

शोध दल ने अल्ट्रासाउंड उपचारित SARS-CoV-2 को कोशिकाओं में संक्रमित किया और वायरस के स्पाइक प्रोटीन और प्रतिकृति के संकेतक के रूप में डबल-स्ट्रैंडेड RNA के संकेतों की जांच की। परिणामस्वरूप, विशिष्ट परिस्थितियों में संक्रमण या प्रतिकृति को दर्शाने वाले संकेत काफी हद तक दब गए। विशेष रूप से 7.5MHz के आसपास की स्थिति में प्रभाव मजबूत था, और जंगली प्रकार के SARS-CoV-2 में वायरस एंटीजन या प्रतिकृति संकेत लगभग गायब हो गए।

दूसरी ओर, इसे सावधानी से पढ़ने की आवश्यकता है। यह अध्ययन मुख्य रूप से इन विट्रो, यानी टेस्ट ट्यूब या सेल कल्चर का उपयोग करके किया गया था। मानव शरीर में वास्तव में वायरस को इसी तरह से लक्षित कर नष्ट किया जा सकता है या नहीं, फेफड़े, नासिका, रक्त, या गहरे ऊतकों में मौजूद वायरस तक सुरक्षित और पर्याप्त अल्ट्रासाउंड पहुंचाया जा सकता है या नहीं, यह अभी भी परीक्षण की आवश्यकता है।

"COVID-19 या इन्फ्लुएंजा को अल्ट्रासाउंड से ठीक किया जा सकता है" यह निष्कर्ष निकालना जल्दबाजी होगी। वर्तमान में, इसे "विशिष्ट परिस्थितियों में, अल्ट्रासाउंड वायरस कणों को भौतिक रूप से नष्ट कर सकता है और संक्रामकता को कम कर सकता है" के रूप में समझना अधिक सटीक होगा।

क्यों केवल वायरस नष्ट होते हैं, जबकि कोशिकाएं नहीं

इस अध्ययन पर ध्यान दिया जा रहा है क्योंकि यह केवल वायरस को नष्ट करने के कारण नहीं है। यदि आप पर्याप्त ऊर्जा लागू करते हैं, तो कई चीजें नष्ट हो सकती हैं। सवाल यह है कि क्या वायरस को लक्षित किया जा सकता है, जबकि मानव शरीर को नुकसान नहीं पहुंचाया जा सकता है।

शोध दल के अनुसार, कुंजी "आकार" और "आकार" में है। गोलाकार के करीब के आवरण वायरस विशेष आवृत्ति की अल्ट्रासाउंड ऊर्जा को आसानी से अवशोषित करते हैं। ध्वनि की ऊर्जा कण के अंदर जमा होती है, और बाहरी आवरण या आवरण में यांत्रिक तनाव जमा होता है। परिणामस्वरूप, वायरस कण विकृत होते हैं, फटते हैं, और संक्रमण के लिए आवश्यक संरचना खो देते हैं।

दूसरी ओर, मेजबान कोशिकाएं वायरस की तुलना में कहीं अधिक बड़ी और संरचनात्मक रूप से भिन्न होती हैं, इसलिए यह माना जाता है कि वे एक ही ध्वनि क्षेत्र में ऊर्जा को उसी तरह से अवशोषित नहीं कर सकतीं। पत्र में, यह जोर दिया गया है कि यह कम आवृत्ति कैविटेशन की तरह नहीं है, जहां बुलबुले टूटकर आसपास को अंधाधुंध नुकसान पहुंचाते हैं, बल्कि MHz बैंड के अनुनाद के माध्यम से गैर-थर्मल और गैर-रासायनिक तंत्र है।

हालांकि, "कोशिकाओं पर बिल्कुल भी प्रभाव नहीं पड़ता" ऐसा कहने के लिए, विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं, ऊतकों, पशु मॉडल, और अंततः नैदानिक परीक्षणों में परीक्षण की आवश्यकता होगी। यदि चिकित्सा अनुप्रयोगों पर विचार किया जाए, तो आवृत्ति, आउटपुट, एक्सपोजर समय, एक्सपोजर स्थान, ऊतक में क्षय, गर्मी का उत्पादन, और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया पर प्रभाव जैसे कई पहलुओं की पुष्टि की जानी चाहिए।

क्या यह वेरिएंट पर भी काम कर सकता है

शोधकर्ताओं की उम्मीदों में से एक यह है कि यह विधि वायरस के जीन अनुक्रम के बजाय भौतिक आकार पर निर्भर करती है।

एंटीवायरल दवाएं अक्सर वायरस के एंजाइम या विशिष्ट प्रोटीन को लक्षित करती हैं। इसलिए, यदि उत्परिवर्तन के कारण लक्ष्य का आकार बदल जाता है, तो प्रभाव कमजोर हो सकता है। वैक्सीन भी, यदि प्रतिरक्षा द्वारा पहचाने जाने वाले क्षेत्र में परिवर्तन होता है, तो संक्रमण की रोकथाम की प्रभावशीलता कम हो सकती है।

इसके विपरीत, ध्वनिक अनुनाद द्वारा भौतिक विनाश, वायरस के गोलाकार कण होने और आवरण रखने की बड़ी संरचनात्मक विशेषता का उपयोग करता है। तर्क के अनुसार, जब तक स्पाइक प्रोटीन का एक हिस्सा उत्परिवर्तित नहीं होता है और कण की भौतिक विशेषताएं बड़े पैमाने पर नहीं बदलतीं, तब तक प्रभाव बनाए रखा जा सकता है।

हालांकि, पत्र में SARS-CoV-2 के जंगली प्रकार, गामा वेरिएंट, और डेल्टा वेरिएंट में संवेदनशीलता में अंतर देखा गया है। विशेष रूप से गामा और डेल्टा वेरिएंट में, कुछ स्थितियों में अवशिष्ट संकेत की पुष्टि की गई, और यह सुझाव दिया गया कि इष्टतम आवृत्ति की स्थिति महत्वपूर्ण है। इसलिए, इसे "उत्परिवर्तन की परवाह किए बिना सार्वभौमिक" के रूप में देखने के बजाय, इसे "प्रत्येक वेरिएंट के लिए इष्टतम स्थिति बदल सकती है" के रूप में समझा जाना चाहिए।

मौजूदा अल्ट्रासाउंड चिकित्सा के साथ दूरी

चिकित्सा अल्ट्रासाउंड का व्यापक उपयोग गर्भवती महिलाओं की जांच, हृदय, पेट, और रक्त वाहिकाओं की जांच में किया जाता है। यह एक गैर-आक्रामक तकनीक है जो विकिरण का उपयोग नहीं करती है। इसलिए, "क्या पहले से मौजूद अस्पताल की मशीनों से वायरस का इलाज किया जा सकता है" की उम्मीद जागती है।

हालांकि, निदान के लिए उपयोग करना और उपचार के लिए लक्षित स्थान पर लक्षित ऊर्जा देना अलग समस्याएं हैं। निदान के लिए अल्ट्रासाउंड छवि प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है और वायरस कणों के अनुनाद विनाश को उपचार के उद्देश्य से स्थिर रूप से उत्पन्न करने के लिए अनुकूलित नहीं किया गया है। शोध में उपयोग की गई शर्तों को मानव शरीर के जटिल ऊतकों में पुन: उत्पन्न करने के लिए, विशेष उपकरण डिजाइन और एक्सपोजर प्रोटोकॉल की आवश्यकता हो सकती है।

इसके अलावा, श्वसन संक्रमण के मामले में, वायरस नासिका, गला, वायुमार्ग, फेफड़े आदि में मौजूद होता है। फेफड़े में बहुत अधिक हवा होती है, जिससे अल्ट्रासाउंड का प्रसार मुश्किल हो जाता है। गहरे ऊतकों में ऊर्जा पहुंचाने के मामले में, आसपास के ऊतकों पर प्रभाव और गर्मी का संचय भी सावधानीपूर्वक मूल्यांकन किया जाना चाहिए।

फिर भी, भौतिक एंटीवायरल रणनीति के विचार में बड़ी अपील है। यह दवा प्रतिरोध उत्पन्न करने की संभावना को कम करता है, रासायनिक पदार्थों का उपयोग नहीं करता है, और विशेष वायरस प्रोटीन पर निर्भर नहीं करता है। शोधकर्ता डेंगू बुखार, चिकनगुनिया बुखार, ज़ीका बुखार आदि के अन्य आवरण वायरस के लिए परीक्षण भी कर रहे हैं।

SNS पर आशा और आलोचना का मिश्रण

यह समाचार Reddit के r/science और r/Futurology में भी लिया गया। प्रतिक्रियाओं को देखने पर, वैज्ञानिक समाचारों की उम्मीद और SNS की हास्य, और साथ ही सावधानीपूर्ण संदेह का मिश्रण दिखाई देता है।

पहली नजर में जो दिखाई देता है वह है, "क्या यह वास्तव में उपचार की ओर ले जाएगा" की उम्मीद। एंटीवायरल दवाओं का विकास समय और लागत लेता है, और वायरस के उत्परिवर्तन के कारण प्रभाव में कमी हो सकती है। इसलिए, दवाओं से अलग भौतिक दृष्टिकोण में रुचि स्वाभाविक है। विशेष रूप से, COVID-19 और इन्फ्लुएंजा जैसे सामान्य संक्रमणों से संबंधित विषय होने के कारण, "भविष्य में श्वसन वायरस के लिए एक नया विकल्प बन सकता है" के रूप में इसे देखा जा रहा है।

दूसरी ओर, टिप्पणी अनुभाग में तुरंत तकनीकी सवाल भी उठे। उदाहरण के लिए, "आवृत्ति क्या है" का सवाल था, और शोध के सारांश में 3-20MHz की स्थिति और 7.5MHz के आसपास मजबूत प्रभाव को देखने की प्रतिक्रिया थी। यह एक बहुत महत्वपूर्ण दृष्टिकोण है। अल्ट्रासाउंड के बारे में बात करते समय, कम आवृत्ति वाले सफाई अल्ट्रासाउंड और चिकित्सा इमेजिंग के करीब उच्च आवृत्ति वाले अल्ट्रासाउंड में, क्रिया तंत्र और सुरक्षा अलग होती है।

इसके अलावा, "क्या हर बार इन्फ्लुएंजा होने पर पहाड़ों में जाकर प्रशिक्षण लेना होगा" जैसी मजाकिया टिप्पणियाँ भी देखी गईं। ऐसा इसलिए है क्योंकि ध्वनि या चीख से वायरस को नष्ट करने की अभिव्यक्ति ने गेम या फैंटेसी के 'शाउट' की याद दिलाई। जब वैज्ञानिक समाचार SNS पर फैलते हैं, तो इस तरह की उपमाएँ समझने में मदद करती हैं, लेकिन गलतफहमी भी पैदा कर सकती हैं। वास्तव में, यह आवाज या संगीत से वायरस को नष्ट करने की बात नहीं है, बल्कि नियंत्रित आवृत्ति, आउटपुट, और एक्सपोजर समय के अल्ट्रासाउंड का उपयोग करने का शोध है।

इसके अलावा, चिकित्सा और वैज्ञानिक समुदायों में, "यह अभी भी इन विट्रो चरण में है" की ठंडी दृष्टि भी महत्वपूर्ण है। टेस्ट ट्यूब में वायरस निलंबन पर अल्ट्रासाउंड लागू करना और मानव शरीर में संक्रमण स्थल पर सुरक्षित रूप से वही प्रभाव उत्पन्न करना बहुत अलग है। SNS की प्रतिक्रियाएँ भी, केवल सरल प्रशंसा नहीं हैं, बल्कि "दिलचस्प है, लेकिन नैदानिक अनुप्रयोग में अभी भी दूरी है" के रूप में केंद्रित दिखाई देती हैं।

अत्यधिक उम्मीदों से अधिक, इसे "नए प्रवेश द्वार" के रूप में देखना चाहिए

यह शोध तुरंत अस्पताल में उपयोग के लिए एक उपचार विधि की घोषणा नहीं करता है। यह COVID-19 या इन्फ्लुएंजा से संक्रमित लोगों के लिए अल्ट्रासाउंड स्कैन प्राप्त करने से ठीक होने की बात नहीं है। यह घरेलू अल्ट्रासाउंड उपकरण या सौंदर्य उपकरण से संक्रमण का इलाज करने का अर्थ भी नहीं है।

बल्कि महत्वपूर्ण यह है कि वायरस के खिलाफ "भौतिक रूप से नष्ट करने" का एक नया प्रवेश द्वार दिखाया गया है। अब तक, वायरस के खिलाफ उपायों में वैक्सीन, एंटीवायरल दवाएं, कीटाणुशोधन, वेंटिलेशन, मास्क, और प्रतिरक्षा नियंत्रण जैसे जैविक, रासायनिक, और सार्वजनिक स्वास्थ्य विधियाँ प्रमुख थीं। इसमें, ध्वनि तरंगों के साथ वायरस कणों को नष्ट करने का भौतिक दृष्टिकोण जोड़ने की संभावना उभर रही है।

यदि भविष्य में, किसी विशेष वायरस के लिए सुरक्षित एक्सपोजर शर्तें स्थापित की जाती हैं, तो यह स्थानीय संक्रमण स्थलों के लिए सहायक चिकित्सा, चिकित्सा उपकरण