عدسات لاصقة ذكية “تشخص السرطان”

يفتح الجهاز الثوري الباب أمام برنامج فحوص يستهدف أنواعاً متعددة من المرض تكلفته بسيطة و”مناسب للجميع”

اندبندنت عربية \ مارك واغورن 

ابتكر عدد من العلماء عدسات لاصقة “ذكية” للعينين لديها القدرة على تشخيص الإصابة بالسرطان في مراحله المبكرة عبر التعرف إلى إفرازات كيماوية مرتبطة بالورم موجودة في الدموع.

من شأن الجهاز الثوري أن يفتح الباب أمام برنامج فحوص يستهدف أنواعاً متعددة من المرض تكلفته بسيطة و”مناسب للجميع”.

ترصد هذه التقنية ناقلات تسمى “الإكسوزومات” exosomes وهي أشبه بحويصلات مشتقة (خارجة) من الخلية تفرز في الدم واللعاب والبول والدموع، وإحدى وظائفها توصيل الإشارات بين الخلايا في أجسامنا.

وتحمل على سطحها مجموعة كبيرة من البروتينات- يغذي بعضها السرطان أو عدوى فيروسية أو إصابة جسدية ما.

تؤثر “الإكسوزومات” في ضبط الورم وتطوره وانتشاره، ما يوفر الأمل في علاج أكثر استهدافاً وفاعلية.

الحد من التأخر في تلقي العلاج يرفع كثيراً معدلات البقاء على قيد الحياة بين صفوف مرضى السرطان، إذ يقدر أن مرور كل شهر من دون علاج يزيد خطر الوفاة بنحو 10 في المئة.

تطرق إلى الابتكار البروفيسور الذي يتولى الإشراف على المشروع علي خادم حسيني، من “معهد تيراساكي للابتكار الطبي الحيوي” (TIBI) في الولايات المتحدة، حيث طور العلماء العدسات التشخيصية، فقال إن الأخيرة “قادرة على رصد (الإكسوزومات) في مختلف السوائل المشتقة من مختلف خطوط الخلايا [كل خط عبارة عن خلايا ذات تركيبة جينية موحدة]- والدموع البشرية”.

“في مقدور العدسات المبتكرة تحديد تعبير البروتينات الموجودة على سطح (الإكسوزومات) باعتبارها مؤشرات بيولوجية على السرطان”، وفق خادم حسيني.

والعدسات مزودة بحجيرات متناهية الصغر متصلة بأجسام مضادة تلتصق بها “الإكسوزومات”.

في التجارب، نجح العلماء في اختبار الجهاز على “إكسوزومات” أفرزتها في سوائل مخبرية عشرة خطوط مختلفة من الأنسجة والخلايا السرطانية، إضافة إلى دموع مأخوذة من 10 متطوعين.

قال البروفيسور خادم حسيني، إنه “في المستطاع تبقيع العدسات اللاصقة بأجسام مضادة محددة موسومة بجسيمات نانوية متناهية الصغر من أجل الحصول على رؤية انتقائية”.

هكذا، “توفر هذه الإضافة التقنية قاعدة محتملة للفحص المسبق للسرطان وأداة تشخيص داعمة سهلة وسريعة وحساسة، فضلاً عن أنها تتميز بفاعليتها مقارنة بتكلفتها وغير توغلية”، أضاف البروفيسور خادم حسيني.

في السابق، كان يعتقد أن “الإكسوزومات” [في مثابة] مكبات للمواد غير المرغوب فيها في الجسم، ولكنه معروف الآن أنها تنقل جزيئات مختلفة بالغة الأهمية بين الخلايا.

وتعتبر الإكسوزومات وفق توصيف البروفيسور خادم حسيني “مصدراً غنياً لمؤشرات يمكن استهدافها في كثير من الاستخدامات الطبية البيولوجية”.

“المنهج الذي طوره فريقنا يعزز قدرتنا على الاستفادة من هذا المصدر”. يقول البروفيسور خادم حسيني.

في محاولات سابقة أخفق العلماء في الاستفادة من أهمية “الإكسوزومات” بسبب مشكلات واجهتهم في عزل ما يكفي من هذه الجسيمات بغية توفير قدر مهم من المعلومات يسعهم التعويل عليه.

في الواقع، تستخدم الأساليب المعتمدة حالياً معدات مرهقة ومعقدة تستنفد الوقت ومكلفة- يستغرق الانتهاء منها 10 ساعات في أقل تقدير.

بيد أن هذه التقنية البسيطة التي ابتكرها الفريق الأميركي تضع حداً لهذه المشكلات. علاوة على ذلك، تعتبر الدموع مصدراً أنظف وأكثر موثوقية لـ”الإكسوزومات” مقارنة مع السوائل الأخرى الموجودة في الجسم.

أنشئت الحجيرات متناهية الصغر والعدسات باستخدام تكنولوجيا القص والنقش بالليزر المباشر بدلاً من تقنية صب القوالب التقليدية.

وإضافة إلى ذلك، لجأ العلماء إلى إدخال تعديلات كيماوية على أسطح “الإكسوزومات” بغية تنشيطها وربط الأجسام المضادة بها.

تتضمن الطرق المعتمدة مواد معدنية أو كربونية بحجم النانو في غرف نظيفة ذات تكلفة عالية جداً.

وتخضع “الإكسوزومات” للفحص باستخدام زوج من الأجسام المضادة محمول على جزيئات نانوية من الذهب بغية رؤية المؤشرات القوية للسرطان.

أوضح البروفيسور خادم حسيني أن الجسمين المضادين مخصصين لاثنين مختلفين من المؤشرات الموجودة على السطح في جميع الإكسوزومات.

وكشف تحليل إضافي أن العدسة رصدت “إكسوزومات” في سوائل من ثلاثة خطوط خلوية ذات مؤشرات سطحية مختلفة وباستخدام تراكيب مختلفة من الأجسام المضادة.

وتبين أن “ما نتج من أنساق متعلقة باكتشاف وعدم اكتشاف (الإكسوزومات) التي أفرزت من خطوط الخلايا الثلاثة المختلفة قد توافقت مع التوقعات”، قال البروفيسور خادم حسيني.

“لقد أثبتت العدسات قدرتها على الرصد الدقيق لـ(إكسوزومات) ذات مؤشرات مختلفة موجودة على سطحها”، وفق البروفيسور الذي وصف نتائج البحث في مجلة “أدفانسد فانكشنال ماتيريالز” in Advanced Functional Materials بالـ”مشجعة”.

وختم البروفيسور خادم حسيني بأن الجيل المقبل من العدسات اللاصقة الذكية عبارة عن “منصة مراقبة سهلة الاستخدام وسريعة وغير توغلية للفحص المسبق للسرطان والتشخيص الداعم”.

© The Independent

المزيد عن: عدسات لاصقة\الذكاء الصناعي\الكشف المبكر\أدوية السرطان