هل تخيلت يوماَ أجهزة استشعار تُحدث ثورة في اكتشاف السرطان؟ 🔬 الباحثون طوروا أجهزة استشعار حيوية ذكية، تتسم بقدرات استنتاج متطورة، ويمكن أن تُغير طريقة فهمنا للسرطان إلى الأبد.

تُمثل هذه المستشعرات قفزة نوعية عن الأجهزة التقليدية. فهي تستخدم منطقًا مُستوحى من وظيفة “و” في الحواسيب، ما يُعني أنها تحتاج إلى إشارات مُحددة ومتزامنة لتفعيل الاستجابة، مثل كلمة المرور واسم المستخدم في عملية تسجيل الدخول. على عكس أجهزة الاستشعار التقليدية، التي تُصنع من خلايا وقطع من الحمض النووي، تُصنع هذه المستشعرات من جزيئات مصنعة، مما يُقلل من التعقيد ويزيد من الدقة! 🤩

تُعدّ هذه المستشعرات الحيوية الجديدة أكثر دقة وبساطة في التصنيع، مما يقلل من عدد الإيجابيات الخاطئة ويجعلها أكثر ملاءمة للاستخدام السريري. ونظرًا لأنها خالية من الخلايا، فإن ذلك يقلل من خطر الآثار الجانبية المناعية بشكل كبير! 💪

يقول جايبي كوانج، الأستاذ المساعد في قسم هندسة الطب الحيوي في معهد جورجيا التقني، والذي قاد الدراسة المنشورة في مجلة نيتشر نانو تكنولوجي: “نحن نؤمن بأن هذه المستشعرات ستؤدي إلى علاجات متاحة، شخصية، وفعالة، مما يُسهم في نهاية المطاف في إنقاذ الأرواح”.

حلول لمشاكل المستشعرات الحالية

أراد الباحثون معالجة القيود في المستشعرات الحيوية الحالية للسرطان، مثل تلك المصممة لخلايا CAR-T. فبدلًا من التعقيد والوقت الطويل اللازم في التصنيع، طوروا مستشعرات حيوية مُبتكرة مُصنّعة من نانوجسيمات أكسيد الحديد وجزيئات ببتيدات دورية.

يقول كوانج: “تقليديًا، تشمل هذه المستشعرات الهندسة الوراثية باستخدام أنظمة قائمة على الخلايا، وهي عملية معقدة، تستغرق وقتًا طويلاً، وتكلف الكثير. مع هذا التطور، يُصبح تصنيع المستشعرات عملية أبسط وأقل تكلفة”. 👍

الدقة المُذهلة

تُحسس هذه المستشعرات إشارات السرطان وتُتبع تقدم العلاج عن طريق تحويل الإشارات البيولوجية إلى مخرجات قابلة للقراءة للأطباء. باستخدام منطق البوابة “و”، يلزم مدخلان مُميزان للحصول على مخرج.

تم تصميم ببتيدات دورية – سلاسل صغيرة من الأحماض الأمينية – لتستجيب فقط عند مواجهة نوعين مُحددين من الإنزيمات: granzyme B و matrix metalloproteinase. تُنتج الببتيدات إشارة عندما تكون كلتا الإنزيمات موجودة ونشطة. 🤯

فكر في الأمر مثل قفل ذكي يحتاج إلى مفتاحين مُميّزين لفتحه. تُمثّل الببتيدات القفل الذي يُنشّط إشارة المستشعر فقط عند وجود السرطان وتفاعله مع الجهاز المناعي. 🔍

يقول أنيرود سيفاكومار، الباحث الرئيسي: “تُتيح لنا الببتيدات دقةً أكبر في كشف نشاط السرطان، وهو أمر مُهمّ لمعرفة متى تستهدف الخلايا المناعية وتقتل خلايا الورم.”

في التجارب على الحيوانات، أظهرت المستشعرات قدرتها على التمييز بين الأورام التي استجابت لعلاج السرطان، ومع ذلك التي قاومت العلاج. كما أنها تجنبت الإشارات الكاذبة الناتجة عن المشاكل الصحية الأخرى غير ذات الصلة.

“يمكن لهذا المستوى من التفاصيل أن يُحدث نقلة نوعية في المجال الطبي” يقول كوانج. “تخيل القدرة على تحديد المرضى الذين يستجيبون للعلاج في مراحل مبكرة من العلاج. هذا سيوفر الوقت وسيُحسّن نتائج المرضى بشكل كبير.” 👍

ساهم باحثون إضافيون من جامعة كاليفورنيا، ريفرسايد وجامعة جورجيا التقنية في هذا العمل. تم تمويل هذا العمل من المعهد الصغير للهندسة الحيوية والعلوم الحيوية، ومؤسسة العلوم الوطنية، والمعاهد الوطنية للصحة.

المصدر: جامعة جورجيا تك

اقرأ المزيد من التفاصيل هنا: المصدر