يمثل المستشعر المناعي الكهروكيميائي الجديد الذي طوره باحثون في جامعة خليفة تقدمًا كبيرًا في مجال تشخيص السرطان
يُعد سرطان المعدة سببًا رئيسًا للوفيات المرتبطة بالسرطان في جميع أنحاء العالم، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى التشخيص في مراحل متأخرة، حيث يُعتبر الكشف المبكر أمرًا بالغ الأهمية لتحسين نتائج المرضى، إلا أن الأساليب الحالية لتشخيصه تشكل قيودًا كبيرة. وفي هذا الصدد، طور فريق من الباحثين من جامعة خليفة حلًا رائدًا يعتبر الابتكار الأول من نوعه ويتمثل بمستشعر مناعي كهروكيميائي للبروتينات، والتي تتسم بالنشاط المفرط في مختلف أنواع السرطان، منها سرطان المعدة.
طورت كلٌّ من الدكتورة شيماء عيسى والدكتور باندياراج كاناجافالي المستشعر المناعي للمؤشر الحيوي “كلودين 18.2″، باستخدام أقطاب كهربائية نانوية كربونية معدلة بمادة البولي ميلامين، حيث يعتمد هذا المستشعر المناعي على المواد النانوية الكربونية لإنشاء منصة كشف انتقائية شديدة الحساسية. ودرس الباحثون مختلف المواد الكربونية الكربونية كالغرافين وأكسيد الغرافين والأنابيب الكربونية النانوية، بهدف تحديد أفضل طبقة سفلية لأقطابها الكهربائية، حيث توصلوا إلى أن أنابيب الغرافين والكربون النانوية هي الأكثر ملاءمة.
وقد نُشرت نتائج مشروعهم البحثي في المجلة العلمية ““، المعنية بالمستشعرات والإلكترونيات الحيوية.
يكشف المستشعر المناعي عن وجود المؤشر الحيوي “كلودين 18.2” من خلال سلسلة من التفاعلات الكهروكيميائية، وتعمل طبقة البولي ميلامين على المواد النانوية الكربونية كسطح أكسدة نشطة وطبقة سفلية لربط الأجسام المضادة، وعندما ترتبط بروتينات المؤشر الحيوي “كلودين 18.2” بهذه الأجسام المضادة الثابتة، ينتج عنها تغيّر ملحوظ في الإشارة الكهروكيميائية، ما يشير إلى وجود المؤشرات الحيوية وتمركزها.
تُعتبر هذه الطريقة شديدة الحساسية وغير جراحية، حيث يمكنها توفير النتائج في غضون 30 دقيقة مقارنة بالعديد من الساعات اللازمة لإجراء فحوصات المناعة التقليدية المرتبطة بالإنزيمات.
يمثل هذا الابتكار نقلة نوعية، فغالبًا ما يتم تشخيص سرطان المعدة في مرحلة متقدمة بسبب محدودية طرق الفحص الحالية، ويمكن أن يساهم تطوير أداة تشخيصية سريعة حساسة وغير جراحية في تحسين معدلات الكشف المبكر بشكل كبير، ما يسمح بالتدخل في الوقت المناسب وتحسين نتائج المرضى.
ويتيح استخدام أنابيب الغرافين والكربون، المعدلة بالبولي ميلامين في الاستشعار الحيوي، فرصًا جديدة لتطوير مستشعرات مشابهة لغيرها من المؤشرات الحيوية والأمراض. وتتميز المواد النانوية الكربونية بمزايا عديدة تشمل النسبة العالية ما بين السطح والحجم والقدرة على التوصيل الكهربائي والقوة الميكانيكية، ما يجعلها مثالية للاستخدام عبر مجموعة واسعة من التطبيقات التي تشمل التشخيص الطبي وغيرها.
قالت الدكتورة شيماء: “أظهرت نتائج مستشعرنا المناعي نسبًا ممتازة للتعافي مقارنة مع التقنيات التقليدية. ويساهم المستشعر المناعي الكهروكيميائي، الذي لا يحتاج إلى جزيء أو مركب يشارك في عملية الأكسدة والاختزال لتسهيل انتقال الإلكترونات، في توفير مزايا كبيرة من خلال إلغاء الحاجة إلى وسطاء خارجيين، وبالتالي تبسيط عملية زيادة الإنتاج”.
تشمل الخطوات التالية لهذا البحث إثبات صحة نتائج المستشعر المناعي باستخدام عينات حقيقية من المرضى ومقارنة أدائه بالطرق التشخيصية الحالية. ويمكن مستقبلًا أن يتم دمج هذه التكنولوجيا في الممارسة العلاجية الروتينية، الأمر الذي سيُحدث تحولًا جذريًا في مجال الكشف عن سرطان المعدة وعلاجه.
Jade Sterling
Science Writer
17 July 2024