SARS-CoV-2 は、超音波周波数の音波による共鳴によって不活化できますか?

Study: Ultrasound treatment inhibits SARS-CoV-2 in vitro infectivity. Image Credit: NicoElNino/Shutterstock


bioRxiv* プレプリント サーバーに投稿された最近の研究では、研究者はさまざまな周波数の超音波が重症急性呼吸器症候群コロナウイルス 2 (SARS-CoV-2) を不活性化する能力をテストするために in vitro 実験を行いました。

研究: 超音波治療は、SARS-CoV-2 の in vitro 感染性を阻害します。 画像著作権: NicoElNino/Shutterstock

バックグラウンド

2019 年のコロナウイルス病 (COVID-19) のパンデミックにより、さまざまなワクチンや抗ウイルス療法が急速に開発されました。 COVID-19 に関する研究は、生物学や医学を超えて、物理学、工学、人工知能などの分野にまで拡大しています。

研究者チームは、超音波周波数を使用してウイルスタンパク質を破壊し、SARS-CoV-2 を中和することを提案しました。 この仮説は、SARS-CoV-2 スパイクタンパク質と超音波高調波との間の相互作用を研究するための理論的実験を通じて検証されました。 ただし、仮説はこれまで in vitro 実験を使用してテストされていません。

研究について

現在の研究では、研究者は SARS-CoV-2 武漢-Hu-1 株とガンマおよびデルタ変異体のウイルスストックをバイオセーフティレベル 3 の条件で作成しました。 これらの SARS-CoV-2 バリアントを含む溶液は、3 ~ 12 MHz、5 ~ 10 MHz、および 6 ~ 18 MHz のさまざまな超音波周波数に 30 分間さらされました。

次に、Vero E6 細胞を、超音波周波数に曝露した SARS-CoV-2 培地と超音波に曝露していない培地に感染させ、1 日間インキュベートしました。 次に、Vero E6 細胞を SARS-CoV-2 スパイクタンパク質と二本鎖リボ核酸 (dsRNA) の免疫染色にかけ、in vitro で SARS-CoV-2 の複製を検出しました。 細胞内のウイルスの感染と複製は、共焦点顕微鏡と免疫蛍光法を使用して評価されました。

中央組織培養感染量 (TCID50) アッセイは、ウイルス粒子を評価するために使用されました。 一元配置分散分析 (ANOVA) を実行して、結果の統計的有意性を判断しました。

結果

その結果、3 ~ 12 MHz、5 ~ 10 MHz、および 6 ~ 18 MHz の超音波周波数が武漢-Hu-1 株のウイルス複製を阻害したが、5 ~ 10 MHz のみが SARS-CoV に対する殺ウイルス効果を示したことが報告された-2 ガンマおよびデルタ バリアント。

超音波処理されたウイルスストックを使用したVero E6細胞の感染により、3〜12 MHzおよび5〜10 MHzの超音波周波数への曝露により、武漢-Hu-1株のウイルス力価が大幅に低下したが、SARS-CoV-2ガンマのウイルス力価は低下しなかったことが明らかになったまたはデルタバリアント。 ウイルス培養物は、異なる超音波周波数にさらされても温度の変化は見られませんでした。

この仮説では当初、100 ~ 500 MHz の高周波数がウイルスの甲羅とスパイクタンパク質を破壊する可能性があると提案されていましたが、1 ~ 20 MHz の低周波数もトロポコラーゲンとスパイクタンパク質の α ヘリックス構造を損傷するのに効果的であると考えられていました。 現在の結果は、安全であると考えられている日常の医療で使用される超音波周波数が、SARS-CoV-2 のいくつかの株を効果的に中和できることを明らかにしました。

結論

要約すると、この研究では、SARS-CoV-2 スパイクタンパク質構造を破壊し、ウイルスを中和するために、さまざまな超音波周波数の使用を調査しました。 Vero E6細胞でテストされたウイルス複製は、Wuhan-Hu-1株の複製が3〜12 MHzおよび5〜10 MHzの超音波周波数範囲によって阻害されることを明らかにしましたが、SARS-CoV-2ガンマおよびデルタ変異体を接種した細胞培養は示しましたウイルスが5〜10 MHzの超音波周波数にさらされた場合にのみ、ウイルス力価が低くなります。

結果は、日常的に使用される医療機器によって生成される超音波周波数が、SARS-CoV-2 を不活性化するために使用できることを示しました。 超音波による不活性化は、SARS-CoV-2 のウイルス力価を下げるために他の抗ウイルス薬と併用できます。

*重要なお知らせ

bioRxiv は、査読されていない暫定的な科学レポートを発行しているため、決定的なものと見なしたり、臨床診療/健康関連の行動をガイドしたり、確立された情報として扱ったりするべきではありません。



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