Des ondes ultrasonores à haute fréquence peuvent détruire les virus respiratoires

Une nouvelle étude démontre que les ondes ultrasonores à haute fréquence — des ondes sonores oscillant à un rythme très rapide et inaudibles pour l'oreille humaine — sont capables de démonter et de détruire la structure des virus respiratoires tels que le coronavirus et la grippe. De cette manière, les ondes neutralisent les agents pathogènes et les empêchent d'infecter avec succès les cellules. Cette découverte ouvre la voie à l'utilisation future des ultrasons, une méthode familière de l'imagerie médicale de routine, comme base pour un traitement antiviral novateur.

Le principal avantage d'un tel traitement réside dans le fait qu'il ne s'appuie ni sur des substances toxiques, susceptibles d'endommager les cellules de l'organisme, ni sur des médicaments biologiques fabriqués à partir de protéines ou de cellules vivantes. Il s'agit d'un traitement physique susceptible de réduire considérablement les effets secondaires généralement associés à la prise en charge des maladies. Les virus représentent un défi immense pour la santé publique, en partie parce que leur matériel génétique mute rapidement. Ce taux de mutation élevé leur permet de se transformer promptement en de nouvelles variantes, développant ainsi une résistance aux médicaments et échappant aux vaccins.

Parallèlement aux solutions biologiques telles que les vaccins ou les médicaments, les scientifiques explorent des interventions physiques contre les virus. Les méthodes physiques établies pour la destruction des virus, telles que le rayonnement ultraviolet ou les ultrasons à basse fréquence, sont actuellement utilisées principalement pour la désinfection des surfaces dans les laboratoires. Cela s'explique par le fait qu'elles sont nocives non seulement pour les virus — les ultraviolets endommageant la peau et pouvant provoquer le cancer, tandis que les ultrasons à basse fréquence fonctionnent par le biais de la cavitation, un processus générant des bulles microscopiques au sein d'un liquide qui s'effondrent violemment.

L'effondrement de ces bulles produit de la chaleur, des dommages environnementaux et des particules chimiques destructrices appelées radicaux libres, ce qui rend le processus dangereux pour une utilisation au sein de cellules et de tissus vivants. Afin d'étudier une alternative plus sûre, les chercheurs ont vérifié si les ultrasons médicaux de routine, fonctionnant à des fréquences comprises entre 3 et 20 MHz — soit 3 à 20 millions d'oscillations par seconde —, pouvaient cibler les virus sans générer ces bulles destructrices.

Dans le cadre de l'étude, publiée dans la revue Scientific Reports, les chercheurs ont exposé des solutions contenant des virus en suspension à des ondes ultrasonores à l'aide d'équipements médicaux standard présents dans les hôpitaux et les cliniques. Ils ont examiné des virus de la grippe ainsi que plusieurs souches du coronavirus, allant de la variante initiale à des souches telles que Gamma et Delta. Par la suite, ils ont évalué l'état des virus à l'aide de microscopes haute puissance capables d'observer des particules à l'échelle nanométrique — milliardièmes de mètre. En outre, ils ont testé la capacité des virus à infecter des cellules dans des cultures de laboratoire.

Les résultats ont clairement montré que les ondes ultrasonores ont gravement compromis l'intégrité structurelle des virus. L'exposition aux ondes sonores a provoqué l'effondrement, la déformation et la désintégration de l'enveloppe virale, la couche protectrice externe. Ce phénomène a été documenté au microscope et baptisé « effet pop-corn ». En raison de cette destruction physique, la capacité des coronavirus à infecter les cellules a chuté de manière spectaculaire, et la charge virale globale mesurée dans les cellules a diminué de façon significative.

La découverte centrale de l'étude concerne le mécanisme d'action des ondes sonores : les chercheurs ont prouvé que la destruction n'était pas causée par le chauffage du liquide ou par la modification de son niveau de pH. Les ondes sonores ont plutôt endommagé les virus uniquement par résonance mécanique. À l'instar d'une chanteuse d'opéra capable de briser un verre en chantant à sa fréquence caractéristique, les fréquences ultrasonores ont généré une vibration cyclique qui s'est progressivement intensifiée à l'intérieur de l'enveloppe virale jusqu'à ce qu'elle s'effondre simplement, sans affecter le moins du monde les cellules de l'organisme hôte.

Ces conclusions pourraient avoir des implications cliniques considérables, en particulier face à de futures flambées épidémiques. Les chercheurs ont découvert que si les ondes ultrasonores affectaient toutes les souches de coronavirus testées, différentes variantes présentaient une résistance légèrement différente par rapport à la souche d'origine. Cette observation indique que de subtils changements structurels chez le virus pourraient nécessiter un ajustement spécifique des fréquences sonores. Néanmoins, la méthode reposant sur la structure architecturale du virus plutôt que sur sa composition génétique et ses protéines sujettes à des mutations fréquentes, elle offre une approche susceptible de demeurer efficace face aux variants émergents.

Un autre avantage potentiel de la méthode réside dans la possibilité future de combiner la thérapie par ultrasons avec des traitements pharmacologiques afin d'affaiblir le virus et de faciliter la tâche du système immunitaire pour l'éliminer. Toutefois, toutes les expériences menées jusqu'à présent ont eu lieu en laboratoire, en dehors d'organismes vivants. Pour traduire cette découverte en un traitement viable applicable aux humains, des études ultérieures sur les animaux sont nécessaires afin de démontrer que les ultrasons peuvent être utilisés en toute sécurité et efficacité pour traiter les virus au sein des tissus corporels.