تشخيص السرطان ذاتيًا بوقت قريب…من خلال اختبار بول!

ابتكر الباحثون مستشعرًا جديدًا للجسيمات النانوية، والذي يعمل تمامًا مثل اختبار الحمل، لاكتشاف المرض القاتل بسرعة وبتكلفة زهيدة، بحسب موقع “ذا صن”.

ويمكن استخدام المستشعرات للتمييز بين أنواع السرطان المختلفة وتقييم ما إذا كانت الأورام تتكرر بعد العلاج.

وصُممت الجسيمات النانوية للبحث عن الأورام وإصدار تسلسلات الحمض النووي، والتي يمكن اكتشافها في البول.

ويمكن أن يكشف تحليل “الرموز الشريطية” للحمض النووي عن تفاصيل ورم المريض.

وأظهرت الاختبارات الأولية على الفئران إمكانية استخدام أجهزة استشعار لاكتشاف نشاط خمسة إنزيمات مختلفة معبر عنها في الأورام، وهناك المزيد من التجارب السريرية على البشر قيد التجربة.

وبهدف جعل الاختبار فعالاً من حيث التكلفة وامكانية الوصول إليه بسهولة، صمم المهندسون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) في الولايات المتحدة ليتم إجراؤه على شريط من الورق، على غرار اختبار كوفيد للحمل أو التدفق الجانبي.

وقال الدكتور سانغيتا بهاتيا، وهو مهندس بيولوجي وأستاذ في معهد MIT للهندسة الطبية والعلوم والهندسة الكهربائية وعلوم الكمبيوتر (EECS): “نحاول الابتكار في سياق إتاحة التكنولوجيا لبيئات الموارد المنخفضة والمتوسطة. ويعدّ وضع هذا التشخيص على الورق جزءًا من هدفنا المتمثل في إضفاء الطابع الديمقراطي على التشخيص وإنشاء تقنيات غير مكلفة”.
ولسنوات عدة، طور مختبر الدكتور بهاتيا “مؤشرات حيوية اصطناعية” يمكن استخدامها لتشخيص السرطان.

ويعتمد هذا المشروع الأخير على العمل السابق في الكشف عن المؤشرات الحيوية للمرض، مثل البروتينات المنتشرة حول الخلايا السرطانية في عينات دم المرضى.

ولكن هذه المؤشرات الحيوية التي تحدث بشكل طبيعي نادرة جدًا، خاصة خلال المراحل المبكرة من السرطان، بحيث يكاد يكون من المستحيل العثور عليها.

ومع ذلك، يمكن استخدام المؤشرات الحيوية الاصطناعية لتضخيم هذه التغييرات الصغيرة النطاق التي تحدث داخل الأورام الصغيرة.

وفي عملها السابق، ابتكر الدكتور بهاتيا جسيمات نانوية يمكنها اكتشاف نشاط إنزيمات تسمى “البروتياز”، والتي تساعد الخلايا السرطانية على الهروب من مواقعها الأصلية أو الاستقرار في أماكن جديدة.

وهذه الجسيمات النانوية مغلفة بالببتيدات التي تنقسم بواسطة بروتياز مختلفة، وبمجرد إطلاقها في مجرى الدم، يمكن بعد ذلك تركيز هذه الببتيدات واكتشافها بسهولة أكبر في عينة البول.

وتم تصميم المؤشرات الحيوية الببتيدية الأصلية ليتم اكتشافها بناءً على الاختلافات الصغيرة في كتلها، باستخدام مطياف الكتلة، ولكن من المحتمل ألا يكون هذا النوع من المعدات متاحًا في الأماكن منخفضة الموارد.

لذلك طور الباحثون بدلاً من ذلك أجهزة استشعار يمكن تحليلها بسهولة أكبر وبتكلفة معقولة باستخدام قراءة الباركود DNA باستخدام تقنية مصممة خصيصًا تسمى CRISPR.

وبالإضافة إلى ذلك، اضطر فريق البحث إلى استخدام تعديل كيميائي لحماية الرموز الشريطية لمراسل الحمض النووي المنتشر من الانهيار أثناء السفر في الدم.