اختبار حيوي للضمور العضلي الشوكي

مستشعر مُثَبَّت على شريحة إلكترونية يستطيع الكشف عن مرض الضمور العضلي الشوكي على نحو أسرع وأرخص من الطرق الحالية.

قراءة

Lola Bou/Anadolu Agency/Getty Images

الضمور العضلي الشوكي هو مرض وراثي يصيب طفلًا واحدًا تقريبًا من كل 6,000 طفل حديث الولادة، وتشمل أعراضه الوهن، وصعوبةَ الحركة، ومشكلاتٍ في العظام، وضيقًا في التنفس. وتتسبب الأشكال الأشد حدةً من المرض في وفاة الرضع، ورغم هذا فما زالت المختبرات تفتقر إلى نهج تشخيص بسيط. ينتج المرض عن طفرة في جين "بقاء الخلية العصبية الحركية" (SMN)، ما يتسبب في حدوث انخفاض ملحوظ في التعبير عن البروتين SMN.

وقد طوَّر فريق بحثي سعودي -بقيادة محمد زوروب من جامعة الفيصل ومستشفى الملك فيصل التخصصي ومركز الأبحاث- فحصًا يعتمد على شرائح إلكترونية، ليس به أجزاء متحركة، ولا يحتاج إلى إضافة عوامل كاشفة بعد إنشائه، ويمكن طباعته من الشاشة بتكلفة منخفضة.

يشخص الأطباء مرض الضمور العضلي الشوكي بواسطة الاختبارات الوراثية، وتبحث الفحوص الحالية عن المرض عن طريق تعرُّف مستويات البروتين SMN في عينات الدم. غير أن هذه التقنيات مكلفة ومستهلكة للوقت، إلى جانب أنها تتضمن خطوات ومعدات معقدة.

تتألف الشريحة التي أنتجها فريق زوروب من أقطاب كهربائية مصنوعة من مواد نانوية كربونية، جرى تعديلها لإتاحة تعلُّق الأجسام المضادة الخاصة بالبروتين SMN على سطح القطب الكهربائي. وعند وضع عينة من دم المريض على المستشعر تتعلق الأجسام المضادة بالبروتين محل الاهتمام، مما ينتج بدوره إشارةً كهربائيةً يمكن رصدها وتسجيلها. وكلما زاد تركيز البروتين SMN، زادت قوة ذروة الإشارة.

من أجل تطوير المستشعر الحيوي، جرب الباحثون أولًا ستة أنواع مختلفة من المواد النانوية الكربونية. ويقول خالد أبو صلاح، المؤلف المساعد للورقة البحثية التي قدمها الفريق بعنوان "المستشعرات الحيوية والإلكترونيات الحيوية": "كنا نبحث عن المادة النانوية الكربونية التي تعطي أفضل إشارة استجابة وتتمتع بأكبر قدر من الانتقائية للبروتين SMN". أُنتِجَت مستشعرات حيوية من ستة أنواع مرشحة مختلفة، وجرى تسجيل الاستجابة بعد إضافة البروتين SMN للأقطاب الإلكترونية. ولاختبار مدى انتقائية المستشعرات، أُخِذَت قياسات الاستجابات بعد إضافة بروتينات فسيولوجية أخرى للشرائح.

اكتشف أبو صلاح وزملاؤه أن الألياف النانوية الكربونية قدمت الأداء الأفضل من بين المواد النانوية المستخدمة في دراستهم؛ إذ استطاعت الكشف بوجه خاص عن البروتين SMN حتى حين كانت مستوياته منخفضة، وتفوقت في ذلك على معدات فحص أكثر تعقيدًا ومتاحة تجاريًّا.

ويضيف قائلًا: "ستفيد هذه التقنية العيادات عن طريق توفير مستشعر حيوي شديد الحساسية للكشف عن البروتين SMN وتحديد مستوياته". وباستشراف المستقبل، يبحث الفريق عن مؤسسات شريكة تساعدهم في نقل المستشعر الحيوي الذي طوروه من المختبر إلى النشاط التجارى والعيادات؛ إذ يمكنه أن يقدم مساعدة حيوية لمَن يعانون الضمور العضلي الشوكي.

References

  1. Eissa, S., Alshehri, N., Abdel-Rahman A. M., Dasouki, M., Abu-Salah, K. M., Zourob, M. Electrochemical immunosensors for the detection of survival motor neuron (SMN) protein using different carbon nanomaterials-modified electrodes. Biosensors and Bioelectronics 101, 282–289 (2018). | article

أقرأ أيضا

سد ثغرات في المجتمعات الميكروبية

يقدم مسح جديد للميكروبيوم نظرات متعمقة عن تنوعه، والتفاعُل بين البكتيريا و مضيفيها من البشر.

جلد إلكتروني: الأفق الجديد للأعضاء الاصطناعية

مستشعرات مطّاطة إلكترونية جديدة يمكنها المساعدة في تنبيه ضحايا الحروق والأفراد الذين يستخدمون أطرافًا صناعية من أخطار كالحريق.   

عام من الإنجازات في مجال الطب الحيوي

أحدث الابتكارات العالمية في دراسة المرض