جهاز استشعار لكشف الموزعين الصامتين لـ«كورونا»

المستشعر الجديد سينضم قريباً للتجارب السريرية (معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا)

تعد إحدى خصائص فيروس «كورونا المستجد» التي تجعل من الصعب احتوائه أنه يمكن أن ينتشر بسهولة للآخرين عن طريق «الموزعين الصامتين»، وهم أشخاص لم تظهر عليهم بعد أي علامات للعدوى. فحامل الفيروس قد يشعر أنه بصحة جيدة، ويباشر أعماله اليومية، حيث يصطحب الفيروس معه إلى العمل أو إلى منزل أحد أفراد الأسرة أو إلى التجمعات العامة. وبالتالي، فإن جزءاً مهماً من الجهد العالمي لوقف انتشار الوباء هو تطوير الاختبارات التي يمكنها تحديد العدوى بسرعة لدى الأشخاص الذين لم تظهر عليهم الأعراض بعد.
وطور باحثو معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا بأميركا نوعاً جديداً من الاختبار الذي يجمع بين أنواع متعددة من البيانات، مع مستشعر منخفض التكلفة، قد يتيح التشخيص المنزلي لعدوى «كوفيد- 19»، من خلال التحليل السريع لأحجام صغيرة من اللعاب أو الدم، في أقل من 10 دقائق، دون تدخل طبي. وتم الإعلان عن الإنجاز أول أكتوبر (تشرين الأول) الحالي في الموقع الإلكتروني لدورية «ماتير» (matter)، وسوف ينشر في العدد المطبوع من المجلة في ديسمبر (كانون الأول) المقبل.
وتم إجراء البحث في معمل الدكتور وي جاو، الأستاذ المساعد في الهندسة الطبية بمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، الذي طور في السابق أجهزة استشعار لاسلكية يمكنها مراقبة حالات مثل النقرس، وكذلك مستويات الإجهاد، من خلال الكشف عن مستويات منخفضة للغاية من مركبات معينة في الدم أو اللعاب أو العرق. ومستشعرات جاو مصنوعة من الغرافين، وهو شكل من الكربون، ويتم تشكيل بنية ثلاثية الأبعاد منه ذات مسام صغيرة باستخدام الليزر. وتخلق هذه المسام مساحة كبيرة من السطح على المستشعر، مما يجعله حساساً بدرجة كافية للكشف بدقة عالية عن المركبات الموجودة فقط بكميات صغيرة جداً.
وفي هذا المستشعر، تقترن هياكل الغرافين بالأجسام المضادة، وهي جزيئات الجهاز المناعي الحساسة لبروتينات معينة، مثل تلك الموجودة على سطح فيروس «كورونا المستجد»، على سبيل المثال. وكانت الإصدارات السابقة من المستشعر مشربة بأجسام مضادة لهرمون الكورتيزول المرتبط بالإجهاد وحمض البوليك الذي يسبب النقرس بتركيزات عالية، و«يحتوي الإصدار الجديد من المستشعر الخاص بـ(كورونا المستجد) على أجسام مضادة وبروتينات تسمح له باكتشاف وجود الفيروس نفسه، والأجسام المضادة التي يصنعها الجسم لمكافحة الفيروس، والعلامات الكيميائية للالتهاب التي تشير إلى شدة الإصابة بـ(كوفيد-19)».
ويقول جاو، في تقرير نشره أول من أمس الموقع الإلكتروني لمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا: «هذه هي المنصة الوحيدة للعلاج عن بُعد التي رأيتها، والتي يمكنها تقديم معلومات حول العدوى في 3 أنواع من البيانات بجهاز استشعار واحد، وفي أقل من بضع دقائق؛ يمكننا التحقق من هذه المستويات في وقت واحد، حتى نحصل على صورة كاملة عن العدوى، بما في ذلك العدوى المبكرة والمناعة والخطورة».
وعادة ما تستغرق تقنيات اختبار «كوفيد-19» المستخدمة حالياً ساعات، أو حتى أياماً، لتحقيق النتائج، وتتطلب هذه التقنيات أيضاً معدات باهظة الثمن معقدة، في حين أن نظام جاو بسيط مضغوط.
وحتى الآن، تم اختبار الجهاز في المختبر فقط مع عدد قليل من عينات الدم واللعاب التي تم الحصول عليها لأغراض البحث الطبي من الأفراد الذين ثبتت إصابتهم بـ«كوفيد-19». ورغم أن النتائج الأولية تشير إلى أن «المستشعر دقيق للغاية، يجب إجراء اختبار على نطاق واسع مع مرضى في العالم الحقيقي، بدلاً من العينات المختبرية، لتحديد دقته بشكل نهائي».
ويخطط جاو الآن لاختبار المدة التي تدوم فيها أجهزة الاستشعار مع الاستخدام المنتظم، والبدء في اختبارها مع «كوفيد-19» في المستشفى. وبعد الاختبار داخل المستشفى، يتم دراسة مدى ملائمة الاختبارات للاستخدام المنزلي. وبعد الاختبار، سيحتاج الجهاز إلى الحصول على موافقة السلطات الصحية، قبل إتاحته للاستخدام على نطاق واسع في المنزل. وقال جاو: «هدفنا النهائي هو الاستخدام المنزلي حقاً، فنحن نخطط لإرساله إلى الأفراد المعرضين لمخاطر عالية للاختبار في المنزل. وفي المستقبل، يمكن تعديل هذه المنصة لأنواع أخرى من اختبارات الأمراض المعدية في المنزل».
وبحسب الدكتور محمد صابر، أستاذ الميكروبيولجيا بجامعة أسيوط (جنوب مصر) «لا يمكن الحكم على فاعلية هذا الجهاز قبل الانتقال إلى المرحلة الثانية من التجارب داخل المستشفيات على المرضى، وإن كانت النتائج المعلنة مشجعة للغاية»، مضيفاً لـ«الشرق الأوسط» أن «الوصول بهذا الجهاز للاستخدام المنزلي سيساعد بشكل كبير في احتواء الجائحة التي يتسبب فيها بشكل كبير (الموزعين الصامتين) للفيروس. كما أن هذا الجهاز يمكن أن يتم تطويره مستقبلاً للمواجهة المبكرة لأي جائحة أخرى مستقبلية»، موضحاً أن «تاريخ الجائحات خلال الـ20 عاماً الماضية يؤكد بوضوح أن الجائحة الحالية لن تكون الأخيرة، ومن الجيد أن يكون لدى العالم استعداد مبكر للمواجهة بالاعتماد على مثل هذه الأدوات».