روبوت متناهي الصغر داخل خلايا جسم الإنسان لتوصيل العلاج

صورة للملقاط المغناطيسي (جامعة تورنتو الكندية)
صورة للملقاط المغناطيسي (جامعة تورنتو الكندية)
TT

روبوت متناهي الصغر داخل خلايا جسم الإنسان لتوصيل العلاج

صورة للملقاط المغناطيسي (جامعة تورنتو الكندية)
صورة للملقاط المغناطيسي (جامعة تورنتو الكندية)

هناك فرصة مستقبلية لأن يدخل الروبوت في أجسامنا، وربما التحكم به لتوصيل العلاج أو مكافحة العدوى.
فقد ابتكر فريق من الباحثين بجامعة تورونتو في كندا مجموعة من الملاقط المغناطيسية متناهية الصغر، التي يمكنها زرع روبوت صغير داخل الخلية البشرية بدقة بالغة.
ويأخذ هذا الروبوت شكل حبة ضئيلة الحجم، ويمكن استخدامه لدراسة خواص الخلايا السرطانية، ما قد يفتح الباب على مصراعيه أمام تطوير سبل تشخيص وعلاج المرض.
ويعكف الباحث سو سون وفريقه من كلية الهندسة في جامعة تورونتو على بناء الروبوتات متناهية الصغر منذ نحو عشرين عاماً، ويستطيع الروبوت الجديد إجراء قياسات مختلفة للخلية، ما يعود بفوائد علمية في مجالات مثل التلقيح الصناعي والطب الشخصي وغير ذلك.
ونقل الموقع الإلكتروني «تيك إكسبلور» المتخصص في الأبحاث العلمية عن سو سون قوله: «حتى وقتنا هذا، كان الروبوت يستكشف البناء الخارجي للخلية، وهو يحاول الآن أن يسبر أغوار العناصر الداخلية للخلايا».
ونجح فريق الدراسة في ابتكار منظومة روبوتية تستطيع فحص الهياكل الخلوية تحت عدسات الميكروسكوب الإلكتروني، وهو ما يتطلب تجميد الخلايا وتجفيفها وتقطيعها إلى أجزاء صغيرة. وتستخدم فرق بحثية أخرى تقنيات مثل الليزر والموجات الصوتية في دراسة الخلايا.
ويوضح الباحث شيان وانغ الذي يشارك في الدراسة، أن التقنية المستخدمة تتضمن استخدام ستة أقطاب مغناطيسية يتم وضعها في أماكن مختلفة حول شريحة الميكروسكوب. ويبلغ قطر الحبة الروبوتية 700 نانو متر، وهو ما يقل بمقدار مائة ضعف عن قطر الشعرة البشرية، وهو ما يسمح بزرعها داخل الخلية السرطانية.
وبعد أن يتم زرع الحبة داخل الخلية، يقوم وانغ بتحريكها بواسطة معادلة خوارزمية للتحكم في التيار الكهربائي الصادر عن الأقطاب المغناطيسية المحيطة بالميكروسكوب، حيث يقوم بتشكيل المجال المغناطيسي وفق أشكال ثلاثية الأبعاد من أجل تحريك الحبة في الاتجاه الذي يرغب فيه داخل الخلية.
ويؤكد الباحث سون أن هذه التقنية يمكن الاستفادة منها بشكل أفضل في المستقبل، وأوضح: «تخيل لو كان من الممكن استخدام سرب كامل من الحبات الروبوتية للقضاء على ورم سرطاني عن طريق سد الأوعية الدموية التي تغذيه، أو تدميره بشكل مباشر عن طريق البتر الميكانيكي»، مضيفاً أن هذه التقنية سوف تسمح بعلاج الأورام السرطانية المقاومة لسبل العلاج الكيميائي والإشعاعي.



الذكاء الاصطناعي يكشف عن أولى علامات سرطان الثدي

تكشف التقنية الجديدة عن تغيرات دقيقة تحدث في مجرى الدم أثناء المراحل الأولية من الورم (جامعة إدنبرة)
تكشف التقنية الجديدة عن تغيرات دقيقة تحدث في مجرى الدم أثناء المراحل الأولية من الورم (جامعة إدنبرة)
TT

الذكاء الاصطناعي يكشف عن أولى علامات سرطان الثدي

تكشف التقنية الجديدة عن تغيرات دقيقة تحدث في مجرى الدم أثناء المراحل الأولية من الورم (جامعة إدنبرة)
تكشف التقنية الجديدة عن تغيرات دقيقة تحدث في مجرى الدم أثناء المراحل الأولية من الورم (جامعة إدنبرة)

أظهرت طريقة فحص جديدة تجمع بين التحليل بالليزر والذكاء الاصطناعي إمكانية التعرف على أولى علامات الإصابة بسرطان الثدي؛ ما قد يُسهم في تحديد الإصابة في مرحلة مبكرة جداً من المرض.

وتكشف التقنية غير الجراحية التي طوّرها فريقٌ من الباحثين من جامعة إدنبرة بالتعاون مع عددٍ من باحثي الجامعات الآيرلندية، عن تغيرات دقيقة تحدث في مجرى الدم أثناء المراحل الأولية من المرض، التي لا يمكن اكتشافها بالاختبارات الحالية، وفق الفريق البحثي.

وقال الدكتور آندي داونز، من كلية الهندسة في جامعة إدنبرة، الذي قاد الدراسة: «تحدث معظم الوفيات الناجمة عن السرطان بعد تشخيصٍ متأخرٍ بعد ظهور الأعراض، لذلك يمكن لاختبارٍ جديدٍ لأنواع متعدّدة من السرطان أن يكتشف هذه الحالات في مرحلة يُمكن علاجها بسهولة أكبر».

وأضاف في بيان، الجمعة، أن «التشخيص المبكّر هو مفتاح البقاء على قيد الحياة على المدى الطويل، وأخيراً لدينا التكنولوجيا المطلوبة. نحتاج فقط إلى تطبيقها على أنواع أخرى من السرطان وبناءِ قاعدة بيانات، قبل أن يمكن استخدامها بوصفها اختباراً لكثيرٍ من الأورام».

ويقول الباحثون إن طريقتهم الجديدة تُعدّ الأولى من نوعها، ويمكن أن تحسّن الكشف المبكر عن المرض ومراقبته وتمهد الطريق لاختبار فحص لأشكال أخرى من السرطان.

نتائجُ الدراسة التي نشرتها مجلة «بيوفوتونيكس» اعتمدت على توفير عيّنات الدم المستخدمة في الدراسة من قِبَل «بنك آيرلندا الشمالية للأنسجة» و«بنك برِيست كانسر ناو للأنسجة».

ويُمكن أن تشمل الاختبارات القياسية لسرطان الثدي الفحص البدني أو الأشعة السينية أو الموجات فوق الصوتية أو تحليل عينة من أنسجة الثدي، المعروفة باسم الخزعة.

وتعتمد استراتيجيات الكشف المبكّر الحالية على فحص الأشخاص بناءً على أعمارهم أو ما إذا كانوا في مجموعات معرّضة للخطر.

باستخدام الطريقة الجديدة، تمكّن الباحثون من اكتشاف سرطان الثدي في أقرب مرحلة ممكنة من خلال تحسين تقنية التحليل بالليزر، المعروفة باسم مطيافية «رامان»، ودمجها مع تقنيات التعلّم الآلي، وهو شكلٌ من أشكال الذكاء الاصطناعي.

وقد جُرّبت طرق مماثلة لفحص أنواع أخرى من السرطان، ولكن أقرب وقت يمكن أن يُكتشف فيه المرض كان في المرحلة الثانية، كما يقول الباحثون.

وتعمل التقنية الجديدة عن طريق تسليط شعاع الليزر أولاً على بلازما الدم المأخوذة من المرضى. ومن ثَمّ تُحلّل خصائص الضوء بعد تفاعله مع الدم باستخدام جهازٍ يُسمّى مطياف «رامان» للكشف عن تغييرات طفيفة في التركيب الكيميائي للخلايا والأنسجة، التي تُعدّ مؤشرات مبكّرة للمرض. وتُستخدم بعد ذلك خوارزمية التعلم الآلي لتفسير النتائج، وتحديد السمات المتشابهة والمساعدة في تصنيف العينات.

في الدراسة التجريبية التي شملت 12 عينة من مرضى سرطان الثدي و12 فرداً آخرين ضمن المجموعة الضابطة، كانت التقنية فعّالة بنسبة 98 في المائة في تحديد سرطان الثدي في مرحلة مبكرة جداً من مراحل الإصابة به.

ويقول الباحثون إن الاختبار يمكن أن يميّز أيضاً بين كلّ من الأنواع الفرعية الأربعة الرئيسة لسرطان الثدي بدقة تزيد على 90 في المائة، مما قد يُمكّن المرضى من تلقي علاج أكثر فاعلية وأكثر شخصية، بما يُناسب ظروف كل مريض على حدة.