علماء يجعلون خلايا بشرية «شفافة»

باحثون في الولايات المتحدة حصدوا بروتينات متغيرة اللون وقاموا بحقنها في خلايا الكلى البشرية (ديلي ميل)
باحثون في الولايات المتحدة حصدوا بروتينات متغيرة اللون وقاموا بحقنها في خلايا الكلى البشرية (ديلي ميل)
TT

علماء يجعلون خلايا بشرية «شفافة»

باحثون في الولايات المتحدة حصدوا بروتينات متغيرة اللون وقاموا بحقنها في خلايا الكلى البشرية (ديلي ميل)
باحثون في الولايات المتحدة حصدوا بروتينات متغيرة اللون وقاموا بحقنها في خلايا الكلى البشرية (ديلي ميل)

تمكن العلماء من تحويل الخلايا البشرية إلى شفافة جزئياً في المختبر. وقاموا بذلك عبر استخدام نوع من الحبار المعروف باسم «دوريتوثيس أوبالسينس» الذي يستعمل بروتينات تسمى «الانعكاسات» لتغيير لونه ويصبح «غير مرئي» للحيوانات المفترسة من خلال التمويه، وفقاً لصحيفة «ديلي ميل» البريطانية.
كما قام باحثون من جامعة كاليفورنيا إيرفين في الولايات المتحدة، بحصد هذه البروتينات المتغيرة اللون، وحقنها في خلايا الكلى البشرية. وأدى ذلك إلى أن تصبح الخلايا البشرية شفافة جزئياً.
ويقول باحثون إن هذه التقنية يمكن أن يستخدمها علماء آخرون للحصول على رؤية أوضح للعمليات داخل الخلايا والأنسجة الحية.
وكتب الباحثون في الدراسة أنهم «استلهموا الفكرة من هياكل ووظائف جلد الحبار»، ثم قاموا بتصميم وهندسة خلايا بشرية باستخدام بروتينات الانعكاس، ما أدى إلى «إمكانات تغيير الشفافية وتشتت الضوء القابلة للضبط».
وتعتبر رأسيات القدم، وهي مجموعة من الحيوانات بما في ذلك الحبار والأخطبوط، قادرة على التحكم في مظهر جلدها حسب الرغبة. ولدى هذه الحيوانات طبقتا جلد متخصصتان تتحكم في لونهما وشفافيتهما، تسميان الكروماتوفور، والليوكوفور.
وتقع كلتاهما بين العضلات والطبقة العليا من الجلد، وتسمى البشرة. وتجلس طبقة الكروماتوفور مباشرة فوق الليوكوفور.
وفي طبقة الليوكوفور هناك عديد من البروتينات، بما في ذلك واحد يسمى انعكاس «إيه 1» الذي يغير مقدار الضوء المنعكس، وينتقل عبر الخلية.
ويمكن للحبار تنشيط هذه الخلايا حسب الرغبة، من خلال إعادة ترتيب بروتينات الانعكاس، إما لعكس أو نقل الضوء. وإذا تم نقل الضوء بالكامل يظهر شفافاً.
ويحتوي الحبار المعروف باسم «دوريتوثيس أوبالسينس» على شريط على رأسه يتحول إلى اللون الأبيض، من شفاف، عندما يتم تنشيط هذه البروتينات.
وقام العلماء بإدخال هذه البروتينات في خلايا الكلى الجنينية، واستخدموا تركيزات الملح لتحفيزها. وبعد ذلك يتغير ترتيب البروتينات ويغير مقدار الضوء المنتشر ويجعل الخلايا أكثر شفافية.


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

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.