باستخدام تقنية جديدة طُوّرت في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بالولايات المتحدة، يُمكن أن يصبح تشخيص سرطان الرئة سهلاً «عبر استنشاق جسيمات نانوية متناهية الصغر قبل إجراء اختبار للبول، لاكتشاف ما إذا كان هناك ورم سرطاني أم لا»، وذلك وفق نتائج دراسة حديثة نُشرت، الجمعة، في دورية «ساينس أدفانسيز».
ووفق الدراسة، يعتمد التشخيص الجديد على أجهزة استشعار نانوية يمكن توصيلها بواسطة أداة للاستنشاق أو عبر البخاخات. إذا رصدت تلك المستشعرات أشكالاً من البروتينات يرتبط وجوها بوجود الأورام السرطانية في الرئتين، وتنتج إشارات كيميائية تتراكم في البول، بحيث يمكن الكشف عنها بسهولة باستخدام شريط اختبار ورقي بسيط.
ويتوقع أن يحل ذلك النهج الجديد والبسيط محل الأسلوب التقني الحالي لتشخيص سرطان الرئة، وهو التصوير المقطعي المحوسب (CT) بجرعة منخفضة. أو على الأقل يعمل كأسلوب مكمل له، وهو ما علق عليه باحثو الدراسة بقولهم: «يمكن أن يكون للاكتشاف الجديد تأثير كبير، وبشكل خاص في البلدان منخفضة ومتوسطة الدخل التي لا تتوافر فيها على نطاق واسع أجهزة التصوير المقطعي المحوسب».
وقالت سانجيتا بهاتيا، الباحثة الرئيسية في الدراسة، أستاذة العلوم الصحية والتكنولوجية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، عضو معهد كوخ لأبحاث السرطان: «ندفع بهذا الاختبار ليكون متاحاً في مراكز الرعاية الطبية في الأماكن منخفضة الموارد، فقط نكون قادرين على وضع العينة مباشرة على نوع من الورق المخصص لهذا الغرض ثم معرفة النتائج خلال 20 دقيقة».
وأضافت بهاتيا العقد الماضي في تطوير أجهزة استشعار نانوية لاستخدامها في تشخيص السرطان وأمراض أخرى. وفي هذه الدراسة، استكشفت هي وزملاؤها إمكانية استخدامها بديلاً أكثر سهولة للفحص بالأشعة المقطعية لسرطان الرئة.
وتتكون هذه المستشعرات من جسيمات نانوية بوليمرية مغلفة بمراسل مثل باركود الحمض النووي، الذي ينفصل عن الجسيم عندما يواجه المستشعر نوعاً من الإنزيمات غالباً ما تكون مفرطة النشاط في حالات انتشار الأورام السرطانية، حيث تتراكم هذه المراسلات في نهاية المطاف في البول.
وكانت الإصدارات السابقة من أجهزة الاستشعار التي استهدفت مواقع سرطانية أخرى مثل الكبد والمبيض، مصممة لتُعطى عن طريق الوريد. بالنسبة لتشخيص سرطان الرئة، أراد الباحثون إنشاء نسخة يمكن استنشاقها.
وقال تشيان تشونغ، أحد باحثي الدراسة، وعالم أبحاث في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: «عندما طوّرنا هذه التكنولوجيا، كان هدفنا توفير طريقة يمكنها اكتشاف السرطان بدرجة عالية من الخصوصية والحساسية، آملين في تحسين التفاوت وعدم المساواة في الموارد فيما يتعلق بالكشف المبكر عن سرطان الرئة».
ولتحقيق ذلك، ابتكر الباحثون خلال الدراسة الجديدة تركيبتين من جزيئاتهم، لينتج محلول يمكن ضخه باستخدام البخاخات، ومسحوق جاف يمكن توصيله باستخدام جهاز للاستنشاق.
وصمم الباحثون الأشرطة لاكتشاف ما يصل إلى 4 رموز شريطية مختلفة للحمض النووي، كما أنه لا يلزم إجراء أي معالجة لعينة البول، ويمكن قراءة النتائج بعد نحو 20 دقيقة من الحصول على العينة. كما اختبر الباحثون خلال الدراسة نظامهم التشخيصي على الفئران المُعدلة وراثياً لتطوير أورام الرئة المشابهة لتلك التي تظهر عند البشر، واستُخدمت المستشعرات بعد 7.5 أسبوع من بدء تشكل الأورام، وهي نقطة زمنية من المحتمل أن ترتبط بالمرحلة الأولى أو الثانية فقط من السرطان لدى البشر.
وباستخدام خوارزمية التعلم الآلي لتحليل تلك النتائج، حدد الباحثون خلال الدراسة مجموعة من 4 أدوات استشعار كان من المتوقع أن تعطي نتائج تشخيصية دقيقة. ثم اختبروا هذا المزيج في نموذج الفأر. ووجدوا أنه يمكنه الكشف بدقة عن أورام الرئة في المراحل المبكرة.
وقال الباحثون إنه بالنسبة للاستخدام على البشر، فمن الممكن أن تكون هناك حاجة إلى مزيد من أجهزة الاستشعار لإجراء تشخيص دقيق، ولكن يمكن تحقيق ذلك باستخدام شرائط ورقية متعددة، كل منها يكتشف 4 رموز شريطية مختلفة للحمض النووي.
ويخطط الباحثون الآن لتحليل عينات الخزعة البشرية لمعرفة ما إذا كانت لوحات الاستشعار التي يستخدمونها ستعمل أيضاً على اكتشاف السرطان البشري. وعلى المدى الطويل، يأملون في إجراء تجارب سريرية على المرضى من البشر. وقد أجرت شركة تدعى «صن بيرد بايو (Sunbird Bio)» بالفعل تجارب المرحلة الأولى على جهاز استشعار مماثل طوره مختبر بهاتيا، لاستخدامه في تشخيص سرطان الكبد، وشكل من أشكال التهاب الكبد المعروف باسم التهاب الكبد الدهني غير الكحولي «NASH».
عودة إلى بهاتيا التي قالت إن «الفكرة هي أن تحصل على إجابة فيما إذا كنت بحاجة إلى اختبار متابعة أم لا، ويمكننا إدخال المرضى الذين يعانون من آفات مبكرة إلى النظام الصحي حتى يتمكنوا من الحصول على جراحة علاجية أو أدوية منقذة للحياة».
