كمامات يمكنها تشخيص إصابة «كوفيد ـ 19»

تعطي نتائج بدقة مماثلة لاختبارات «بي سي آر»

كمامة تشخص الإصابة بـ«كوفيد - 19» (معهد ويس)

يربط معظم الأشخاص مصطلح «يمكن ارتداؤها» بجهاز تعقب اللياقة البدنية أو الساعة الذكية أو سماعات الأذن اللاسلكية، لكن ماذا لو كان بإمكانك ارتداء أحدث التقنيات الحيوية في ملابسك، ويمكن أن تنبهك عندما تتعرض لشيء خطير، مثل فيروس «كورونا المستجد»، وهو الإنجاز الذي حققه باحثون أميركيون.
وجد فريق من الباحثين من معهد «ويس» للهندسة المستوحاة بيولوجيا بجامعة هارفارد ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، طريقة لتضمين تفاعلات البيولوجيا التركيبية في الأقمشة، وإنشاء أجهزة استشعار حيوية يمكن ارتداؤها، وتخصيصها لاكتشاف مسببات الأمراض والسموم وتنبيه مرتديها. وقام الفريق بدمج هذه التقنية في أقنعة الوجه القياسية لاكتشاف وجود فيروس «كورونا المستجد» في أنفاس المريض، ويعطي القناع الذي يتم تنشيطه بالزر النتائج في غضون 90 دقيقة بمستويات دقة مماثلة لاختبارات التشخيص القياسية القائمة على الحمض النووي مثل تفاعلات البلمرة المتسلسلة (بي سي آر)، وتم الإبلاغ عن الإنجاز أول من أمس في دورية «نيتشر بيوتكنولوجي».
يقول بيتر نجوين، عالم أبحاث في معهد (ويس) والمؤلف الأول المشارك بالدراسة في تقرير نشره الموقع الإلكتروني لجامعة هارفارد بالتزامن مع نشر الدراسة: «قلصنا بشكل أساسي مختبرًا تشخيصيًا بالكامل إلى مستشعر صغير قائم على البيولوجيا الصناعية يعمل مع أي قناع وجه، ويجمع بين الدقة العالية لاختبارات تفاعل البوليميراز المتسلسل مع السرعة والتكلفة المنخفضة، وبالإضافة إلى أقنعة الوجه، يمكن دمج أجهزة الاستشعار الحيوية في الملابس الأخرى لتوفير الكشف أثناء التنقل عن المواد الخطرة بما في ذلك الفيروسات والبكتيريا والسموم والعوامل الكيميائية».
والمستشعر الحيوي لـ«كورونا المستجد»، هو تتويج لثلاث سنوات من العمل على ما يسميه الفريق تقنيتهم الخالية من الخلايا والقابلة للارتداء (wFDCF)، والتي بنيت على الجهود السابقة التي تم إنشاؤها في مختبر «ويس كور» عضو هيئة التدريس وكبير الباحثين جيم كولينز.
وطبقت هذه التقنية لأول مرة في التشخيص عن طريق دمجها في أداة للتصدي لتفشي فيروس زيكا عام 2015، حيث قام باحثو معهد (ويس) بإعداد أجهزة استشعار حيوية يمكنها اكتشاف جزيئات الحمض النووي الريبي المشتق من مسببات الأمراض وربطها ببروتين مؤشر ملون أو فلورسنت، ثم تم دمجها مع الورق لإنشاء تشخيص رخيص ودقيق ومحمول، وبعد نجاحهم في تضمين أجهزة الاستشعار الحيوية في الورق، قاموا في البحث الجديد بوضع نصب أعينهم على جعلها قابلة للارتداء.
وابتكرت مجموعات أخرى أجهزة قابلة للارتداء يمكنها استشعار الجزيئات الحيوية، لكن كل هذه التقنيات تطلبت وضع خلايا حية في الجهاز القابل للارتداء نفسه، كما لو كان المستخدم يرتدي حوضاً مائياً صغيراً، وإذا انكسر هذا الحوض، فقد تتسرب مكوناته، وهي فكرة لا يحبها أحد، وتحل تقنية (wFDCF) هذه المشكلة، وقام الفريق البحثي باختبارها بشكل منهجي في أكثر من 100 نوع مختلف من الأقمشة.
يقول لويس سوينكسن زميل ما بعد الدكتوراه في معهد (ويس) والباحث المشارك بالدراسة إن «المنتج النهائي يتكون من ثلاثة تفاعلات بيولوجية مختلفة مجففة بالتجميد يتم تنشيطها بالتتابع عن طريق إطلاق الماء من الخزان عبر ضغطة واحدة على زر، وتسفر هذه التفاعلات الثلاثة عن حدوث تغيير في اللون إذا كان الشخص مصابا».
ويبحث الفريق حاليا عن شركاء تصنيع مهتمين بالمساعدة في تمكين الإنتاج الضخم لأقنعة الوجه التشخيصية للاستخدام أثناء جائحة «كوفيد - 19»، وكذلك لاكتشاف المخاطر البيولوجية والبيئية الأخرى.
يقول دون إنجبر المدير المؤسس لمعهد ويس: «براعة هذه التقنية في إنشاء أداة مفيدة لمكافحة الوباء المميت، لكن الأمر الأكثر إثارة للإعجاب هو أن هذه المستشعرات الحيوية القابلة للارتداء يمكن تطبيقها على مجموعة متنوعة من التهديدات الصحية بخلاف (كورونا)».