تغليف بكتيريا نافعة لتوصيلها بشكل فعال للأمعاء البشرية

يواكيم ليو وتان لي لينغ يحملان «البروبيوتيك» المغلَّف (الفريق البحثي)
يواكيم ليو وتان لي لينغ يحملان «البروبيوتيك» المغلَّف (الفريق البحثي)
TT

تغليف بكتيريا نافعة لتوصيلها بشكل فعال للأمعاء البشرية

يواكيم ليو وتان لي لينغ يحملان «البروبيوتيك» المغلَّف (الفريق البحثي)
يواكيم ليو وتان لي لينغ يحملان «البروبيوتيك» المغلَّف (الفريق البحثي)

أضاف العلماء في جامعة «نانيانغ» التكنولوجية بسنغافورة، طبقة فريدة صالحة للأكل، إلى البكتيريا النافعة «البروبيوتيك»، بحيث تضمن هذه الطبقة وصول البكتيريا المفيدة إلى الأمعاء بمجرد تناولها.
وتعرّف منظمة الصحة العالمية «البروبيوتيك» على أنها كائنات دقيقة حية، والتي عند إعطائها بكميات كافية تمنح فائدة صحية، منها منع التهابات المسالك البولية والجهاز الهضمي، والحفاظ على فلورا الأمعاء الصحية، والتي ترتبط بتقليل مخاطر السمنة.
ومع ذلك، فإن العديد من طرق تقديم «البروبيوتيك» بما في ذلك المكملات الغذائية ومنتجات الألبان، لم تكن فعالة في ضمان بقائها على قيد الحياة في ظروف معدة الإنسان، ليتم تسليمها بكميات كافية لإفادة صحة الفرد؛ حيث يشير عديد من الدراسات إلى أن الجزء الأكبر من «البروبيوتيك» الموجود في المكملات التجارية والزبادي، يموت خلال أول 30 دقيقة من التعرض للبيئة الحمضية للمعدة.
وفي دراسة جامعة «نانيانغ» التكنولوجية، المنشورة أول من أمس في دورية «كربوهيدرات بوليمر»، تم الإبلاغ عن طريقة لعلاج هذه المشكلة، وهي تغليف «البروبيوتيك» بحمض الألجنيك، وهي كربوهيدرات مشتقة من الطحالب البنية، مما يحميها من الظروف الحمضية القاسية في المعدة، وتم تطبيق ذلك على بكتيريا «لاكتوباسيلوس» الصديقة للأمعاء.
ومن خلال التجارب التي تحاكي رحلة ما يحدث داخل الجهاز الهضمي البشري، نجا فقط «البروبيوتيك» مع الطلاء المطور؛ حيث لم يتم إطلاق البكتيريا إلا عند وصولها إلى الأمعاء الدقيقة؛ حيث يتحلل الغلاف عن طريق التفاعل مع أيونات الفوسفات الموجودة بكميات أكبر في الأمعاء الدقيقة.
ويقول يواكيم ليو، الأستاذ المساعد بكلية علوم وهندسة المواد بجامعة «نانيانغ» الذي قاد الدراسة، في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للجامعة بالتزامن مع نشر الدراسة: «في السنوات الأخيرة أظهرت الدراسات العلمية أن صحة الفرد تعتمد بشكل أكبر مما كنا نظن سابقاً، على مساعدة (البروبيوتيك) في أمعائنا، ومع ذلك، فإن (البروبيوتيك) كائنات دقيقة حساسة ولا يمكنها تحمل البيئة القاسية لمعدتنا، ولزيادة فعاليتها كمكمل غذائي، سعينا إلى تغليفها وتسليمها إلى مواقع محددة من الأمعاء؛ حيث تعمل بشكل أفضل».
وتضيف تان لي لينغ، الباحثة المشاركة في الدراسة، أنهم «اختاروا حمض الألجنيك كمادة طلاء؛ لأنه آمن للاستهلاك البشري، ومن أصل طبيعي، ومنخفض التكلفة نسبياً، كما أنه يتمتع بخصائص تحميه من الظروف القاسية التي يسببها حمض المعدة».


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 الصناعي يقرأ الأفكار وينصّها

فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)
فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)
TT

الذكاء الصناعي يقرأ الأفكار وينصّها

فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)
فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)

طُوّر جهاز فك ترميز يعتمد على الذكاء الصناعي، قادر على ترجمة نشاط الدماغ إلى نص متدفق باستمرار، في اختراق يتيح قراءة أفكار المرء بطريقة غير جراحية، وذلك للمرة الأولى على الإطلاق، حسب صحيفة «الغارديان» البريطانية.
وبمقدور جهاز فك الترميز إعادة بناء الكلام بمستوى هائل من الدقة، أثناء استماع الأشخاص لقصة ما - أو حتى تخيلها في صمت - وذلك بالاعتماد فقط على مسح البيانات بالتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي فقط.
وجدير بالذكر أن أنظمة فك ترميز اللغة السابقة استلزمت عمليات زراعة جراحية. ويثير هذا التطور الأخير إمكانية ابتكار سبل جديدة لاستعادة القدرة على الكلام لدى المرضى الذين يجابهون صعوبة بالغة في التواصل، جراء تعرضهم لسكتة دماغية أو مرض العصبون الحركي.
في هذا الصدد، قال الدكتور ألكسندر هوث، عالم الأعصاب الذي تولى قيادة العمل داخل جامعة تكساس في أوستن: «شعرنا بالصدمة نوعاً ما؛ لأنه أبلى بلاءً حسناً. عكفت على العمل على هذا الأمر طيلة 15 عاماً... لذلك كان الأمر صادماً ومثيراً عندما نجح أخيراً».
ويذكر أنه من المثير في هذا الإنجاز أنه يتغلب على قيود أساسية مرتبطة بالتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي، وترتبط بحقيقة أنه بينما يمكن لهذه التكنولوجيا تعيين نشاط الدماغ إلى موقع معين بدقة عالية على نحو مذهل، يبقى هناك تأخير زمني كجزء أصيل من العملية، ما يجعل تتبع النشاط في الوقت الفعلي في حكم المستحيل.
ويقع هذا التأخير لأن فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي تقيس استجابة تدفق الدم لنشاط الدماغ، والتي تبلغ ذروتها وتعود إلى خط الأساس خلال قرابة 10 ثوانٍ، الأمر الذي يعني أنه حتى أقوى جهاز فحص لا يمكنه تقديم أداء أفضل من ذلك.
وتسبب هذا القيد الصعب في إعاقة القدرة على تفسير نشاط الدماغ استجابة للكلام الطبيعي؛ لأنه يقدم «مزيجاً من المعلومات» منتشراً عبر بضع ثوانٍ.
ورغم ذلك، نجحت نماذج اللغة الكبيرة - المقصود هنا نمط الذكاء الصناعي الذي يوجه «تشات جي بي تي» - في طرح سبل جديدة. وتتمتع هذه النماذج بالقدرة على تمثيل المعنى الدلالي للكلمات بالأرقام، الأمر الذي يسمح للعلماء بالنظر في أي من أنماط النشاط العصبي تتوافق مع سلاسل كلمات تحمل معنى معيناً، بدلاً من محاولة قراءة النشاط كلمة بكلمة.
وجاءت عملية التعلم مكثفة؛ إذ طُلب من ثلاثة متطوعين الاستلقاء داخل جهاز ماسح ضوئي لمدة 16 ساعة لكل منهم، والاستماع إلى مدونات صوتية. وجرى تدريب وحدة فك الترميز على مطابقة نشاط الدماغ للمعنى باستخدام نموذج لغة كبير أطلق عليه «جي بي تي - 1»، الذي يعتبر سلف «تشات جي بي تي».