نجح العلماء في تطوير أداة رائدة من شأنها أن تحدث ثورة في كيفية اكتشاف سرطان الرئة في مراحله الأولى، وهو ما ينقذ أرواحًا لا حصر لها. تخيل أنك وجدت حبة رمل واحدة في حوض سباحة بحجم أوليمبي مليء بمليار حبة رمل أخرى. الآن تخيل أن حبة الرمل هذه قد تنقذ حياة إنسان. هذا هو مستوى الدقة الذي حققه الباحثون في معهد كوريا لعلوم المواد (KIMS)، الذين ابتكروا شريحة شديدة الحساسية يمكنها اكتشاف الطفرات في الحمض النووي المرتبطة بالسرطان عند تركيزات منخفضة تصل إلى جزء واحد في المليار.
مزيج ذكي
إن جوهر هذا الابتكار هو مزيج ذكي من تقنيات النانو وتضخيم الجينات. ابتكر الباحثون سطحًا خاصًا مغطى بأعمدة نانوية ذهبية - وهي غابة مجهرية من الأشجار الذهبية التي تعزز وضوح الإشارات الفلورية، مما يجعل من السهل اكتشاف العلامات الدالة على الحمض النووي للسرطان. ولكن السحر الحقيقي يكمن في كيفية تحضير عينة الحمض النووي. طور الفريق طريقة لتضخيم الحمض النووي المتحور بشكل انتقائي مع قمع تضخيم الحمض النووي الطبيعي. الأمر أشبه برفع مستوى الصوت على همسة خافتة مع كتم ضوضاء عالية في الخلفية في نفس الوقت.
وكانت النتائج مذهلة. ففي دراسة سريرية شملت 83 فردًا ــ بما في ذلك مرضى مصابون بمراحل مختلفة من سرطان الرئة وأفراد أصحاء ــ أظهرت الشريحة حساسية مذهلة بلغت 93% في الكشف عن السرطان ودقة تامة بنسبة 100% في تحديد العينات غير السرطانية. ويتجاوز هذا المستوى من الدقة الأساليب الحالية إلى حد كبير، وخاصة في حالة السرطان في مراحله المبكرة التي كثيرًا ما تغفلها الاختبارات التقليدية.
تقنية عميقة
يقول الدكتور مين يونج لي، أحد الباحثين الكبار في المشروع، في بيان: «نظرًا لقدرته على الكشف الشامل عن الطفرات السرطانية المختلفة بأعلى مستوى من الحساسية الفائقة في العالم، فإنه يمكن أن يصبح لاعبًا رائدًا في سوق التشخيص المبكر للسرطان وعلاجه مراقبة تكراره. نتوقع أن يؤدي هذا إلى تحسين معدل البقاء على قيد الحياة ونوعية حياة مرضى السرطان بشكل كبير».
إن الآثار المترتبة على هذه التقنية عميقة. فسرطان الرئة، الذي يمثل محور هذه الدراسة في مجلة Small Science، غالبًا ما يتم تشخيصه متأخرًا. وفي هذه المرحلة، تكون خيارات العلاج محدودة، ومعدلات البقاء على قيد الحياة منخفضة. وقد يؤدي اختبار الدم الذي يمكنه الكشف بشكل موثوق عن سرطان الرئة في مراحله المبكرة إلى تحسين نتائج المرضى بشكل كبير.
وعلاوة على ذلك، يسمح تصميم الشريحة بالبحث عن طفرات متعددة في وقت واحد، مما يجعلها أداة متعددة الاستخدامات لفحص السرطان. وفي حين ركزت هذه الدراسة على سرطان الرئة، فإن التكنولوجيا الأساسية يمكن تكييفها للكشف عن أنواع أخرى من السرطان أيضًا.
مزيج ذكي
إن جوهر هذا الابتكار هو مزيج ذكي من تقنيات النانو وتضخيم الجينات. ابتكر الباحثون سطحًا خاصًا مغطى بأعمدة نانوية ذهبية - وهي غابة مجهرية من الأشجار الذهبية التي تعزز وضوح الإشارات الفلورية، مما يجعل من السهل اكتشاف العلامات الدالة على الحمض النووي للسرطان. ولكن السحر الحقيقي يكمن في كيفية تحضير عينة الحمض النووي. طور الفريق طريقة لتضخيم الحمض النووي المتحور بشكل انتقائي مع قمع تضخيم الحمض النووي الطبيعي. الأمر أشبه برفع مستوى الصوت على همسة خافتة مع كتم ضوضاء عالية في الخلفية في نفس الوقت.
وكانت النتائج مذهلة. ففي دراسة سريرية شملت 83 فردًا ــ بما في ذلك مرضى مصابون بمراحل مختلفة من سرطان الرئة وأفراد أصحاء ــ أظهرت الشريحة حساسية مذهلة بلغت 93% في الكشف عن السرطان ودقة تامة بنسبة 100% في تحديد العينات غير السرطانية. ويتجاوز هذا المستوى من الدقة الأساليب الحالية إلى حد كبير، وخاصة في حالة السرطان في مراحله المبكرة التي كثيرًا ما تغفلها الاختبارات التقليدية.
تقنية عميقة
يقول الدكتور مين يونج لي، أحد الباحثين الكبار في المشروع، في بيان: «نظرًا لقدرته على الكشف الشامل عن الطفرات السرطانية المختلفة بأعلى مستوى من الحساسية الفائقة في العالم، فإنه يمكن أن يصبح لاعبًا رائدًا في سوق التشخيص المبكر للسرطان وعلاجه مراقبة تكراره. نتوقع أن يؤدي هذا إلى تحسين معدل البقاء على قيد الحياة ونوعية حياة مرضى السرطان بشكل كبير».
إن الآثار المترتبة على هذه التقنية عميقة. فسرطان الرئة، الذي يمثل محور هذه الدراسة في مجلة Small Science، غالبًا ما يتم تشخيصه متأخرًا. وفي هذه المرحلة، تكون خيارات العلاج محدودة، ومعدلات البقاء على قيد الحياة منخفضة. وقد يؤدي اختبار الدم الذي يمكنه الكشف بشكل موثوق عن سرطان الرئة في مراحله المبكرة إلى تحسين نتائج المرضى بشكل كبير.
وعلاوة على ذلك، يسمح تصميم الشريحة بالبحث عن طفرات متعددة في وقت واحد، مما يجعلها أداة متعددة الاستخدامات لفحص السرطان. وفي حين ركزت هذه الدراسة على سرطان الرئة، فإن التكنولوجيا الأساسية يمكن تكييفها للكشف عن أنواع أخرى من السرطان أيضًا.
