روبوتات متناهية الصغر.. لميادين الطب والبيئة

برامج لتوظيفها في تشخيص وعلاج الأمراض بدقة وتحويل الإنسان إلى «مخلوق فائق»

روبوت نانوي ياباني «يسبح» داخل الجسم
روبوت نانوي ياباني «يسبح» داخل الجسم
TT

روبوتات متناهية الصغر.. لميادين الطب والبيئة

روبوت نانوي ياباني «يسبح» داخل الجسم
روبوت نانوي ياباني «يسبح» داخل الجسم

عندما نتحدث عن التكنولوجيا المتطورة المبتكرة على نطاق واسع حقا، فلا يوجد ما هو أكثر إثارة، بل ورعبا، من الروبوتات متناهية الصغر.
يعمل العلماء على ابتكار روبوتات سمكها أصغر من سمك شعرة الرأس حتى يمكن السيطرة عليها على مستوى الجزيء، وهو ما يعني حرفيا تحريك ذرات وخلايا لا نستطيع نحن البشر تحريكها. ويمكن برمجة تلك الروبوتات ووضعها داخل أجسام البشر لتتحرك مع أصغر خلايانا، لتصبح جزءا من قوة عمل مليونية ضئيلة لإتمام عملية بناء سريعا أو حتى لاستخدامها كسلاح محتمل.

* ماكينات النانو
كانت فكرة عمل ملايين الماكينات الميكروسكوبية، بوصفها وحدة واحدة لتفكيك جزيئاتنا التي تكون أجسامنا، كافية لتثير مخاوف أشخاص مثل الأمير البريطاني تشارلز، وأيضا إيلون ماسك، المخترع المليونير والرئيس التنفيذي والرجل الحديدي الذي يتصدّر عالم الابتكار. لذا هل ستقتلنا هذه الماكينات جميعا أم أنها ستنقذ البشرية؟
إن تكنولوجيا تطوير مثل هذه الماكينات لا تزال في المرحلة التجريبية، لكن إذا تم استخدام إمكانات التقنيات المتناهية الصغر على الوجه الأمثل، فإنها ستكون جديرة بأن تكون مادة لفيلم خيال علمي.

* استخدامات طبية
قد تكون تطبيقات التكنولوجيا متناهية الصغر في مجال الطب من الأمور الأكثر إثارة والأكثر قدرة على تغيير شكل الحياة. وهو ما قد يثير حماس الأطباء والمرضى.
وما زالت الأبحاث مستمرة من أجل تطوير روبوتات متناهية الصغر يمكن حقنها داخل أجسام البشر للقضاء على مرض ما وأداء جراحات على خلايا مفردة لا يمكن أن نجريها حاليا. ويمكن أن يرتبط علاج مرض السرطان بتلك الروبوتات متناهية الصغر، حيث يتم إجراء تجارب باستخدام جزيئات متناهية الصغر ترصد وتدمر الخلايا السرطانية لكن من دون الإضرار بالنسيج السليم كما يفعل العلاج الكيميائي. وربما لا نمرض أبدا في المستقبل بفضل الروبوتات متناهية الصغر التي تحافظ على أجهزة المناعة، حيث ستتمكن الأجهزة الصغيرة من مراقبتك باستمرار من الداخل وتتحسب من المرض وتقوم بكل ما يلزم مثل توصيل العقاقير حتى تظل صامدا على قدميك. على سبيل المثال إذا تم رصد فيروس الأنفلونزا يمكن للروبوتات متناهية الصغر تحليل الذرات المكونة لجزيء الفيروس.
ووداعا للزكام، إذ يأمل العاملون في مجال الطب أن تتمكن الروبوتات متناهية الصغر من توصيل العقاقير بشكل أسرع إلى جسم الإنسان حيث من الممكن برمجتها بحيث تصل مباشرة إلى المنطقة المستهدفة. وتعمل وكالة «داربا» لمشاريع الأبحاث المتقدمة الأميركية على تطوير برنامج «إن فيفو نانوبلاتفورم» In Vivo Nanoplatform للمساعدة في تشخيص وعلاج الأمراض سريعا بين صفوف الجنود، بل وربما القضاء على الحاجة إلى العقاقير على جبهة القتال حيث يمكن أن تصبح الروبوتات التي تحمل العقاقير هي البديل. وكذلك يُنتظر من الروبوتات متناهية الصغر في مجال الطب أن تساعد في إجراء عمليات جراحية في المخ بفضل قدرتها على المناورة في الممرات الدقيقة والمعقدة نظرا لحجمها الصغير جدا.

* الإنسان الخارق
مع ذلك لن تتوقف التكنولوجيا متناهية الصغر عند حد القضاء على الأمراض، حيث تشير تأملات العلماء والمتنبئين بالمستقبل إلى كيفية استخدام تلك التكنولوجيا في تطوير بنية جسم الإنسان وتحويله إلى «الإنسان رقم 02»!
وقد صمم روبرت فريتاس، الرائد في التكنولوجيا المتناهية الصغر، روبوتا متناهي الصغر يسمى «ريسبيروسايت» Respirocyte يستطيع حمل 9 ملايين جزيء أكسجين وثاني أكسيد الكربون، أي أكبر مما يمكن لكرات الدم الحمراء حمله بـ200 مرة، مما يعني أن البشر سيتمكنون من الركض بكامل قوتهم لمدة 15 دقيقة من دون الشعور بانقطاع أنفاسهم. ويعني هذا أيضا أننا سنتمكن من السير لساعات دون الشعور بالحاجة لالتقاط الأنفاس.
ومثلما سيصبح من الممكن تحليل النسيج العضلي فائق القوة عن طريق تلك الروبوتات ومن ثم إعادة تركيبه حتى يمنحنا قوة أكبر، كذلك سيصبح إصلاح عيوب البصر والحفاظ على نظافة الأسنان بدقة متاحا. ويمكن برمجة الروبوتات متناهية الصغر لترصد الخلايا الشائخة، والأنسجة، والعضلات التي فقدت قدرتها على العمل نتيجة الضعف، من أجل إصلاحها أو استبدالها أو إدخال بعض التعديلات عليها. ويعني هذا أننا سنتمكن من إطالة العمر مع التمتع بصحة جيدة.

* البيئة
إذا كنت لا تزال تشعر بالحذر من الروبوتات المتناهية الصغر، فكر فيما يمكن أن تصنعه للبيئة. وعلى سبيل المثال كارثة مثل بقعة النفط التي تم بذل جهد غير عادي لتنظيفها هذا إذا جاز القول إنه تم تنظيفها بالكامل، لكن كثرة الأيادي تخفف من عبء العمل، لذا يمكن أن تقوم ملايين الروبوتات متناهية الصغر بعملية التنظيف من خلال تدمير كل الجزيئات الملوثة على نحو أسرع من أي طريقة أخرى متاحة.
وفي المدن التي يلفها التلوث، أو في المصانع التي تنبعث منها المواد الكيميائية، يمكن إطلاق مجموعة من تلك الروبوتات في الجو لتقضي على الملوثات. ويمكن توفير مياه الشرب المنقاة الآمنة من دون الحاجة إلى مواد كيميائية في أي مكان حيث تدمر الجزيئات متناهية الصغر البكتريا التي تحملها المياه والتي تؤدي إلى وفاة الكثيرين.
وبطبيعة الحال هناك عدد لا متناه من الاستخدامات الغريبة المحتملة للروبوتات متناهية الصغر، بداية من الملابس التي تنظف ذاتها، والسيارات التي تصلح نفسها، والأطعمة التي يمكن الحفاظ عليها طازجة.



علاج جيني لجفاف الفم

علاج جيني لجفاف الفم
TT

علاج جيني لجفاف الفم

علاج جيني لجفاف الفم

هل شعرت يوماً بالعطش الشديد حتى بات فمك كالصحراء؟ تخيل أن يكون هذا شعورك طوال الوقت.. هذا هو الحال بالنسبة للأشخاص الذين يعانون من جفاف الفم.

مشكلة جفاف الفم

إن هذه المشكلة التي قد تبدو بسيطة في البداية، يمكن أن تكون لها عواقب وخيمة على صحة الفم والجسم. ووفق الدراسات العلمية فإن 26 في المائة من الرجال و33 في المائة من النساء يعانون من جفاف الفم.

ومن أهم أسباب جفاف الفم هو عدم شرب الماء بكميات مناسبة، وتناول الأدوية، حيث إن 70 في المائة من أدوية القلب وارتفاع ضغط الدم والمهدئات ومضادات الكآبة والمسكنات ومضادات الحساسية. كما أن أغلب أدوية الأمراض المناعية لها آثار جانبية تسبب جفاف الفم.

وقد يكون جفاف الفم من أعراض بعض الأمراض مثل السكري والتهاب المفاصل الروماتويدي. كما أن التدخين والإكثار من شرب القهوة يمكن أن يؤدي إلى جفاف الفم. ولعل أكثر الأسباب شيوعاً لجفاف الفم هو القلق والتوتر النفسي.

دور اللعاب المهم

ويلعب اللعاب الذي تفرزه 3 أزواج من الغدد اللعابية دوراً مهماً في حماية الفم فهو حارس الفم الصامت. ومن أهم وظائفه:

-تنظيف الفم: يعمل اللعاب كمُنظّف طبيعي يزيل بقايا الطعام والبكتيريا.

-الهضم: يحتوي اللعاب على إنزيمات تساعد في بدء عملية الهضم.

-حماية الأسنان: يعادل اللعاب الأحماض التي تنتجها البكتيريا، مما يقلل من تسوس الأسنان.

-الترطيب: يحافظ على ترطيب الفم والأنسجة الفموية، ما يمنع الجفاف والتشقق. ويسهل عملية النطق وانسيابية مخارج الحروف.

-مكافحة العدوى: يحتوي على مواد مضادة للبكتيريا والفطريات، مما يحمي الفم من العدوى.

دراسة دولية جديدة

وتمنح نتائج البحث الجديد لمستشفى جامعة يونيفرسيتي كوليدج- لندن UCLH أملاً جديداً لمرضى سرطان الفم والرأس، الذين يعانون من جفاف الفم. فمن المعروف أن العلاج الإشعاعي لمرضى سرطان الفم والرأس هو من الأسباب الأخرى التي تؤدي إلى تلف الغدد اللعابية، حيث إن 90 في المائة من هؤلاء المرضى يعانون من جفاف شديد للفم بسبب التلف الدائم للغدد اللعابية، ما يجعلها غير قادرة على إنتاج كمية كافية من اللعاب. ويسبب هذا الأثر تدهوراً دائماً في القدرة على الكلام والأكل.

وشارك في الدراسة الدولية التي أطلق عليها AQUAx2 أيضاً، باحثون من الولايات المتحدة وكندا والمملكة المتحدة. وهي تعد الأولى من نوعها في المملكة المتحدة. وتشمل مواقع عدة تابعة لـUCLH، بما في ذلك مستشفى RN ENT الملكي للأنف والأذن والحنجرة ومستشفى ايستمان لطب الأسنان Eastman Dental، بالإضافة إلى مركز ماكميلان للسرطان.

علاج جيني لجفاف الفم

وقال الباحثون الذين نشروا دراستهم في عدد ديسمبر (كانون الأول) 2024 في «المجلة الطبية البريطانية» إنهم طوّروا علاجاً مبتكراً لمرضى جفاف الفم الناجم عن الإشعاع.

ويأمل الباحثون أن يسهم العلاج الجيني المسمى AAV2-hAQP1 في تحسين حياة المرضى الذين نجوا من سرطان الفم والبلعوم ولكنهم يعانون من جفاف الفم المستمر (الذي يعرف xerostomia) نتيجة لتلف الغدد اللعابية بسبب الإشعاع.

ويهدف العلاج إلى زيادة كمية اللعاب وتخفيف أعراض جفاف الفم عن طريق نقل جين Aquaporin 1 (hAQP1) إلى الغدد اللعابية المتضررة من الإشعاع المضاد للسرطان.

بروتين يعمل كـ«قناة ماء»

تستخدم الدراسة ناقلاً فيروسياً (فيروساً معدلاً) لنقل جين مصمم لإنتاج بروتين معين يسمى Aquaporin، الذي يعمل كـ«قناة ماء» لتسهيل نقل الماء. وتصبح خلايا الغدة اللعابية المتبقية أكثر نفاذية للماء، ما يسمح بتدفق الماء إلى الفم لترطيبه. ويتم إعطاء العلاج مرة واحدة فقط.

وبسبب ارتفاع معدلات الإصابة بسرطان الفم والرأس في السنوات الأخيرة فإن العلماء يتوقعون زيادة عدد المرضى الذين يعانون من جفاف الفم الناجم عن الإشعاع في السنوات المقبلة.

وتتسم العلاجات الحالية لجفاف الفم الناجم عن الإشعاع بفاعلية محدودة وتسبب آثاراً جانبية وتعتمد على وجود نسيج غدة لعابية وظيفية متبقٍّ. ولم يتم تقديم أي علاج جديد لهذه المجموعة من المرضى على مدار العشرين عاماً الماضية.

سرطانات الرأس والعنق

وتعد سرطانات الرأس والعنق سادس أكثر أنواع السرطان شيوعاً على مستوى العالم والثامنة في المملكة المتحدة. وارتفعت معدلات الإصابة في إنجلترا بشكل كبير، بزيادة قدرها 47 في المائة منذ عام 2013. وتظهر البيانات الحالية تفاوتات صارخة في جميع أنحاء البلاد، حيث يعيش الأشخاص في المناطق الأكثر حرماناً تقريباً ضعف معدل الإصابة بسرطان الرأس والعنق ومن المرجح أن يتم تشخيصهم في مرحلة متأخرة مقارنة بأولئك الذين يعيشون في المناطق الأقل حرماناً.

ويعتقد العلماء أن هذه الدراسة ستنعش مستوى الحياة والرفاهية لآلاف مرضى سرطان الفم والرأس بعد أن يتم إنقاذهم من مشكلة جفاف الفم.