ابتكارات وتطويرات رائدة في عام 2023

تقنيات ووسائل مطورة في ميدان الصحة والتقنية والطاقة

الصورة الرئيسية
الصورة الرئيسية
TT

ابتكارات وتطويرات رائدة في عام 2023

الصورة الرئيسية
الصورة الرئيسية

تبصر أفكارٌ كثيرة النور في وادي السيليكون وغيره من مراكز التقنية الأميركية، ولكنّها تزدهر وتتطوّر لاحقّاً في أماكن أخرى.

يرّكز الكثير من الشركات الناشئة العالمية اليوم على مجالات واهتمامات قد يُصار إلى تجاهلها في مراكز الاستثمار التقني الأميركية - كالسماح لمراكز البحوث غير الربحية بالتعاون مع بعضها عن بعد مع الحفاظ على سريّة مواضيع بحوثها مثلاً. وقد فازت الشركات الرائدة التالية بجوائز التميّز من مجلة «فاست كومباني».

تقنيات صحية رائدة

إليكم 4 نقلات نوعية في عالم التقنية الصحية لعام 2023 ستغيّر وجه عالم الصحّة... من نسيج البنكرياس المطبوع حيوياً إلى خطط علاج الصحّة الدماغية المدعومة بالذكاء الاصطناعي.

لفاف "نيريفيو" حول العضد لتخفيف الصداع النصفي

لقد وصل قطاع العناية الصحية إلى مرحلة من التداخل الكامل مع الابتكار التقني. فسواء عبر السماح للأطباء بإمضاء المزيد من الوقت في التركيز على العلاج أو بتقديم تقنيات مبتكرة تعيد القوّة للمرضى، تتابع مراكز الاستثمار التقني جهودها في تطوير هذه الصناعة.

> علاج محتمل للسكري من النوع الأوّل باستخدام الطباعة الحيوية من شركة «أسبكت بيوسيستمز» Aspect Biosystems. نجح نسيج البنكرياس المطبوع حيوياً الذي ابتكرته شركة «أسبكت بيوسيستمز» بمجرّد زراعته، في شفاء السكري من النوع الأوّل في الجرذان. تعمل الشركة اليوم مع إدارة الغذاء والدواء لنقل هذا العلاج إلى البشر، ونجحت في جذب اهتمام عملاق أدوية السكري «نوفو نورديسك»، الذي وقّع معها شراكة بقيمة 2.6 مليار دولار تتيح له استخدام تقنية الطباعة الحيوية خاصتها لتطوير علاجات للسكريّ والسمنة.

> استكشاف طريقة لتحسين التعافي من الجلطة الدماغية في المنزل.

من شركة «برين كيو تكنولوجيز» BrainQ Technologies. تعمل شركة «برين كيو» على تطوير وتعزيز كفاءة علاج عصبي تأهيلي سهل الاستخدام في المنزل.

يزاوج ابتكار الشركة، الذي حاز تصنيف علاج الاختراق من إدارة الغذاء والدواء، نظاماً يعتمد على السحابة لتوصيل العلاج مع جهاز قابل للارتداء ينتج مجالاً كهرومغناطيسياً منخفض الطاقة مصمّم لتحسين اتصالات الدماغ خلال فترة العلاج الذاتي التي تصل إلى تسعة أسابيع. وعملت الشركة خلال العامين الماضيين على زيادة عدد المشاركين في تجاربها للتعافي من الجلطة الدماغية في 15 مستشفى أميركياً لتقييم فاعلية مقاربتها.

> أفكار رائدة للجيل المقبل من علاجات الصحة الدماغية من شركة «نكست سينس» NextSense.

استخدمت «نكست سينس» تقنية لتخطيط أمواج الدماغ من الأذن لتطوير أجهزة توصل علاجات مخصّصة لحالات كالاكتئاب المحيط بالولادة. وأيضاً، تملك منصّةً مخصّصة للمؤشرات الحيوية المرتبطة بالصحّة الدماغية توفّر معطيات قد تساهم في تطوير علاجات وأدوية جديدة. في عام 2022، بدأت الشركة بالسماح بالوصول إلى منصّة المؤشرات مقابل بدائل مالية، فجمعت عائدات وصلت إلى مليون دولار بعد أن استخدمتها شركات كـ«تيكد» و«أوتسوكا» لدعم عمليات صناعتها لأدوية للصحة الدماغية. وحصلت الشركة أيضاً على تصنيف الاختراق من إدارة الغذاء والدواء لعلاجها الذي ابتكرته للاكتئاب المحيط بالولادة.

> علاج الصداع النصفي لدى المراهقين من شركة «ثيرانيكا» Theranica.

الصداع النصفي مرهق، ومع ذلك، يركّز معظم العلاجات المتوافرة على البالغين. ولكنّ جهاز «نيريفيو» Nerivio القابل للارتداء الذي طوّرته شركة «ثيرانيكا»، يستهدف مائة مليون مراهق يعانون هذه الحالة حول العالم. يستخدم علاج الشركة الحائز ترخيص إدارة الغذاء والدواء، تطبيقاً هاتفياً ومنتجاً يلتفّ حول الجزء العلوي من ذراع المستخدم لتشغيل عملية طبيعية في الدماغ للسيطرة على ألم الصداع النصفي. تدوم جلسة العلاج الواحدة لمدّة 45 دقيقة، ويمكن استخدامه للوقاية أو للعلاج الحاد في بداية نوبة الصداع.

مبتكرات تقنية عالمية

إليكم عدداً من المبتكرات التقنية العالمية:

> تقنيات توصيل أجهزة إنترنت الأشياء بكلفة منخفضة ومن مسافات بعيدة من شركة «مورس ميكرو» Morse Micro.

تفكّر هذه الشركة الأسترالية على نطاق صغيرٍ وبطيء في مجال عرض النطاق لإنترنت الأشياء. فبدلاً من بيع تقنيات اتصال «واي - فاي» تقليدي، أو شبكات جيل رابع أو خامس خاصّة لتوصيل الأجهزة في مجالات الصناعة والزراعة والنقل وغيرها من الإعدادات التجارية، تقدّم «مورس ميكرو» اتصالاً زهيداً بعرض نطاق منخفض يغطي مسافات بعيدة باستخدام «واي - فاي هالو» Wi-Fi HaLow.

يستخدم هذا الفرع من معيار التشبيك اللاسلكي طيفاً بتردّد راديو أقلّ من 1 غيغاهرتز، تعزّز «مورس» قوّته باستخدام تصميمها «نظام على رقاقة» المضغوط الذي يستهلك كمية منخفضة من الطاقة.

> نباتات منزلية مهندسة جينياً لتنظيف الهواء في المنزل من دون استخدام أسلاك أو اتصال بالإنترنت، من شركة «نيو بلانتس» Neoplants.

لا تحتاج منتجات «نيو بلانتس» إلى كهرباء أو اتصال بالإنترنت؛ لأنّها عبارة عن نباتات منزلية مهندسة جينياً للتخلّص من المركّبات العضوية المتطايرة في الهواء. تعتزم الشركة بيع نبتتها «نيو بي.1» Neo P1– المشتقة من نبتة البطوس pothos المتدلّية التي تزيّن الكثير من المنازل – في وعاء مصمّم لمساعدتها على تأدية مهمّتها بشكلٍ أفضل وتقليل حاجتها للريّ لمرّة كلّ أسبوع أو اثنين. وتخطّط الشركة، التي تتخذ من باريس مقراً لها، للانتقال بنبتة «بي 1» من مراحل الطلب المسبق إلى المبيع بالجملة بعد التقارير التي تحدّثت عن رفع حرائق الغابات لنسبة تلوّث الهواء في الأماكن المقفلة.

> وسائل الحفاظ على الخصوصية عند التعاون البحثي في مجال الصحّة من شركة «أوكين» Owkin.

تسعى شركة «أوكين» الناشئة العابرة للأطلسي التي تملك مكاتب في فرنسا، وسويسرا، والمملكة المتحدة والولايات المتحدة؛ لمساعدة مختبرات البحث المختلفة في مشاركة نتائج بحوثها والتعاون في المجالات البحثية من دون الاضطرار إلى التنازل عن خصوصية المشاركين فيها أو مواضيع بحوثها. لهذه الغاية؛ تستخدم الشركة تقنيات التعلّم لاستخلاص المعلومات من البيانات البحثية من دون إخراج الأخيرة من مختبرها. صُمّم برنامجها «سابسترا» Substra المفتوح المصدر ليتعامل بحيادية مع البيانات وأطر العمل والمناهج مع الالتزام بقوانين تنظيم الخصوصية في جهتي المحيط الأطلسي.

تقنيات الاستدامة والطاقة

تحمل أزمة المناخ معها تفاقماً في الانبعاثات وفوضى الطاقة، ولهذا السبب؛ تعمل الشركات اليوم على دعم الموارد وتغيير الأنظمة عبر تصميم مواد مستدامة في عالم الموضة والبناء وإطلاق تقنيات طموحة لالتقاط الكربون، بينما تعيد أخرى التفكير في الطريقة التي يجب أن تعمل بها بنيتنا التحتية والأنظمة الشبكية في عصرنا الجديد وغير المسبوق.

إليكم أربع تقنيات مبهرة قادمة في مجال الاستدامة والطاقة لعام 2023

... من شحن المركبات الكهربائية إلى نظام لتحويل فضلات الطعام. وتسعى هذه التقنيات إلى جعل العالم مكاناً أكثر استدامة.

> تعزيز كفاءة الطاقة في المكاتب من شركة «إنلايتد» Enlighted.

تعي «إنلايتد» جيّداً أنّ المباني التجارية مسؤولة عن ثلث انبعاثات غازات الدفيئة؛ ما دفعها إلى استهداف هذه المساحات برفع كفاءة استخدامها للطاقة. تركّب الشركة أجهزة استشعار حائزة براءة اختراع في أضواء المكاتب، فتتحكّم بقوّتها ودرجة حرارة لونها.

تنتشر مصابيح الشركة الذكية حول العالم، وتستفيد منها مؤسسات كهيئة الخدمات الصحية الوطنية في بريطانيا، وجامعة كاليفورنيا سانتا باربارا، وشركة «جيوديس» العالمية للبناء والتي نجحت مكاتبها الفرنسية بتوفير 90 بالمائة من استهلاكها للطاقة.

> توسيع نطاق شحن العربات الكهربائية من «إتس إلكتريك» Itselectric.

تعدّ بنية الشحن الكهربائي التحتية متخلّفة عن الانتشار السريع الذي تشهده العربات الكهربائية. ولهذا السبب؛ اتجهت شركة «إتس إلكتريك» إلى مورد مدنيّ وفير: المباني، فحوّلتها وسيلة لدعم وصول الناس إلى الطاقة الكهربائية، لا سيّما في المناطق المهملة، حيث يفتقر ملايين السائقين إلى مساحات لركن السيارة.

طبّقت الشركة فكرتها في مناطق مثل ديترويت وبروكلين الاميركية، لوصل شواحنها غير المزعجة بالمباني باستخدام جزء من طاقة هذه المباني نفسها – وشاركت عائداتها معها لسدّ 80 في المائة من فاتورة طاقتها.

• تحويل فضلات الطعام إلى مصادر غذائية جديدة من «ميل» Mill

تفيض فضلات الطعام من مكبات النفايات وتفرز نسباً عالية من غاز الميثان الذي يفوق ثاني أكسيد الكربون قوّة بثمانين مرّة.

في هذا السياق، تقدم شركة «ميل» بديلاً دائرياً: نموذج عضوية بكلفة تبدأ من 33 دولاراً، يملأ المشتركون بموجبه حاويتهم التي يحصلون عليها من الشركة بفضلات الطعام لعدّة أسابيع، فتعمل الحاوية على تقليص الطعام وتجفيفه. وبعد امتلائها، تجمع «ميل» البقايا الجافّة وتعيد استخدامها كعلف للدجاج.

> ضمان إمدادات الطاقة لدى ملّاك المنازل من «سويل إنرجي» Swell Energy.

تؤمّن بطاريات الليثيوم أيون المنزلية من «سويل إنرجي» مصدر طاقة داعماً للمنازل والمؤسسات التجارية. تمنح هذه البطاريات أصحاب المنازل فرصة لمواجهة خطر انقطاع الطاقة في عصر التغيّر المناخي والاعتماد المفرط على الشبكة الكهربائية عبر السماح لهم بتخزين فائض الطاقة الشمسية والاحتفاظ به لاستخدامه في أوقات لاحقة - فيضمنون أمن الطاقة بكلفة مستقرّة.

وقّعت شركة «ميل» شراكات مع عدّة منشآت تمتدّ من نيويورك إلى هاواي لإنشاء «معامل طاقة افتراضية» تعتمد على آلاف البطاريات المنزلية لزيادة الموارد.

* «فاست كومباني»

خدمات «تريبيون ميدبا»



نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»
TT

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

توصَّل باحثون في «مركز علوم الحياة بجامعة» فيلنيوس في ليتوانيا، إلى اكتشاف طريقة جديدة رائدة في مجال البحث الجيني تسمح بإسكات (أو إيقاف عمل) جينات معينة دون إجراء قطع دائم للحمض النووي (دي إن إيه).

وتُقدِّم الدراسة مساراً جديداً محتملاً لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً يشبه الضغط على زر «إيقاف مؤقت» على التعليمات الجينية داخل الخلايا.

آلية عمل نظام «كريسبر» الجديد

اكتشف فريق البروفسور باتريك باوش من معهد الشراكة لتقنيات تحرير الجينوم بمركز العلوم الحياتية في جامعة فيلنيوس بليتوانيا، بالتعاون مع خبراء دوليين في البحث المنشور في مجلة «Nature Communications» في 29 أكتوبر (تشرين الأول) 2024، نظاماً جديداً مختلفاً للتعديل الجيني.

وعلى عكس نظام «كريسبر كاس9 (CRISPR-Cas9)»، المعروف الذي اشتهر بقدرته على قطع الحمض النووي (DNA)، يعمل نظام «كريسبر» من النوع «آي في إيه» (IV-A CRISPR) بشكل مختلف، حيث يستخدم مركباً موجهاً بالحمض النووي الريبي لإسكات الجينات دون انشقاق خيوط الحمض النووي «دي إن إيه (DNA)».

كما يستخدم النظام الجديد مركباً مؤثراً يجنِّد إنزيماً يُعرف باسم «دين جي (DinG)». ويعمل هذا الإنزيم عن طريق التحرك على طول خيط الحمض النووي (DNA)، وتسهيل إسكات الجينات من خلال عملية غير جراحية.

تقنية «كريسبر-كاس9» للقص الجيني

هي أداة تعمل كمقص جزيئي لقص تسلسلات معينة من الحمض النووي (دي إن إيه). وتستخدم الحمض النووي الريبي الموجه للعثور على الحمض النووي المستهدف. و«كاس9» هو البروتين الذي يقوم بالقص، وهذا ما يسمح للعلماء بتعديل الجينات عن طريق إضافة أو إزالة أو تغيير أجزاء من الحمض النووي، وهو ما قد يساعد على علاج الأمراض الوراثية، وتعزيز الأبحاث.

** آفاق جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي

بروتينات وحلقات

يستخدم نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» بروتينين مهمين، هما «Cas8»، و«Cas5» للعثور على بقع محددة على الحمض النووي (DNA). ويبحث هذان البروتينان عن تسلسل قصير من الحمض النووي بجوار المنطقة المستهدفة التي تتطابق مع دليل الحمض النووي الريبي. وبمجرد العثور عليه يبدآن في فك الحمض النووي وإنشاء هياكل تسمى حلقات «آر (R)».

وحلقات «آر» هي الأماكن التي يلتصق فيها الحمض النووي الريبي بخيط واحد من الحمض النووي (DNA)، وتعمل بوصفها إشارةً للنظام لبدء إيقاف أو إسكات الجين.

وكما أوضح البروفسور باوش، فإن «آر» في حلقة «R» تعني الحمض النووي الريبي. وهذه الهياكل أساسية لأنها تخبر النظام متى وأين يبدأ العمل. ولكي تكون حلقات «آر» مستقرةً وفعالةً يجب أن يتطابق الحمض النووي، ودليل الحمض النووي الريبي بشكل صحيح.

وظيفة إنزيم «دين جي»

يساعد إنزيم «DinG» نظام «كريسبر» على العمل بشكل أفضل من خلال فك خيوط الحمض النووي (DNA). وهذا يجعل من الأسهل على النظام التأثير على قسم أكبر من هذا الحمض النووي، ما يجعل عملية إسكات الجينات أكثر فعالية وتستمر لفترة أطول.

وأشار البروفسور باوش إلى أنه نظراً لأن إنزيم «DinG» يمكنه تغيير كيفية التعبير عن الجينات دون قطع الحمض النووي، فقد يؤدي ذلك إلى تطوير أدوات وراثية أكثر أماناً في المستقبل.

تطبيقات محتملة لتخفيف تلف الحمض النووي

يحمل الاكتشاف إمكانات هائلة لتحرير الجينوم والبحث في المستقبل، إذ يمكن أن تخفف الطبيعة غير القاطعة لهذه الطريقة من المخاطر المرتبطة بتلف الحمض النووي( DNA). وهو مصدر قلق عند توظيف تقنيات تحرير الجينات الحالية.

ومن خلال تمكين تعديل الجينات دون إحداث تغييرات دائمة في الحمض النووي( DNA) يمكن أن يكون هذا النهج الجديد مفيداً بشكل خاص في التطبيقات السريرية مثل العلاج الجيني للاضطرابات الوراثية. كما أن القدرة الفريدة لهذا النظام على عبور الحمض النووي دون إجراء قطع، أمر مثير للاهتمام لتطبيقات تحرير الجينات المتقدمة.

الدقة والسلامة

ويعتقد فريق البحث بأن هذه الطريقة يمكن أن تزوِّد العلماء وخبراء التكنولوجيا الحيوية بأدوات أكثر دقة لدراسة وظائف الجينات وتصحيح التشوهات الجينية بطريقة خاضعة للرقابة.

ويمثل الاكتشاف تقدماً كبيراً في مجال البحث الجيني؛ حيث يفتح نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» آفاقاً جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي، ويمكن أن تحدث هذه الطريقة ثورةً في كيفية دراسة الأمراض الوراثية وعلاجها، مع التركيز على الدقة والسلامة.