جهاز مبتكر قادر على اكتشاف فيروس كورونا في عينات اللعاب

يقول الباحثون من جامعة هارفارد ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الذين طوروا جهازا مبتكرا قادرا على اكتشاف فيروس كورونا في عينة لعاب في حوالي ساعة، إن موثوقية التشخيص مماثلة لاختبارات PCR

[ترجمة د. موشيه نحماني]

نجح مهندسون من جامعة هارفارد ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) في تطوير جهاز مكتبي صغير قادر على اكتشاف فيروس كورونا من عينة اللعاب في حوالي ساعة. وفي دراسة جديدة، أظهر المطورون أن مستوى الموثوقية التشخيصية لطريقتهم دقيق تمامًا مثل مستوى موثوقية اختبارات PCR. كما أن الجهاز قادر على اكتشاف طفرات فيروسية محددة مرتبطة بمتغيرات فيروس كورونا المنتشرة اليوم. ويتم الحصول على النتيجة في غضون ساعة تقريبا، وهي حقيقة تجعل الطريقة أكثر بساطة من حيث تتبع الإصدارات المختلفة من الفيروس، خاصة في المناطق التي لا يمكن الوصول فيها إلى المرافق أو المعدات اللازمة للتسلسل الجيني. وقال الباحث الرئيسي: "لقد تمكنا من إثبات أنه يمكن ضبط طريقتنا بحيث يمكنها اكتشاف الإصدارات الجديدة من الفيروس التي تظهر هنا وهناك، ويمكن القيام بذلك بسرعة". "كجزء من هذه الدراسة، ركزنا على تلك المتغيرات التي انتشرت في المملكة المتحدة وجنوب أفريقيا والبرازيل، ولكن من الممكن بالتأكيد تكييف طريقة التشخيص لدينا من أجل التعامل مع نسخة دلتا والمتغيرات التي ستظهر في المستقبل. " تكلفة طريقة التشخيص المبتكرة المعتمدة على تقنية كريسبر (المصطلح في ويكيبيديا)، ويدعي الباحثون أن هذه الأجهزة تصل إلى خمسة عشر دولارًا فقط، وقد تكون هذه التكلفة على الأقل إذا تم إنتاجها على نطاق واسع. وقد نشرت الدراسة الجديدة منذ فترة طويلة في المجلة العلمية علم السلف.

تعتمد طريقة التشخيص الجديدة على جهاز يسمى SHERLOCK، استنادًا إلى تقنية CRISPR، والذي نشر عنه نفس الباحثين في عام 2017. وتشمل مكونات النظام شريط RNA الموجه الذي يتيح تحديد تسلسلات معينة من الحمض النووي الريبي، وإنزيمات Cas التي تقطع هذه التسلسلات في حين ينبعث منها ضوء الفلورسنت. يمكن تجفيف جميع هذه المكونات الجزيئية بالتجميد لتخزينها لفترة طويلة ومن ثم إعادة تنشيطها عند الضرورة بمساعدة التعرض للماء. وفي العام الماضي، بدأت هذه المجموعة البحثية في استكشاف إمكانية تكييف التكنولوجيا للكشف عن فيروس كورونا أيضًا، على أمل النجاح في تصميم جهاز تشخيصي يمكن أن يوفر نتائج سريعة دون الحاجة إلى أي تدريب أو خبرة سابقة.

والهدف هو تشخيص الفيروس في عينات اللعاب. ومن أجل تحقيق هذا الهدف، كان على الباحثين تنفيذ خطوة أولية أساسية تعمل على تعطيل إنزيمات تسمى "نوكلياز اللعاب"، والتي تتمثل وظيفتها الطبيعية في تحطيم الأحماض النووية مثل الحمض النووي الريبي (RNA). بمجرد دخول العينة إلى الجهاز، يتم إلغاء تنشيط إنزيمات النيوكلاز عن طريق التسخين ومادتين كيميائيتين. في الخطوة التالية، يتم ضغط الحمض النووي الريبي الفيروسي وتركيزه ونقله عبر اللعاب عبر غشاء مرشح. وقال الباحث الرئيسي: "كان هذا الغشاء مكونًا أساسيًا لجمع الأحماض النووية وتركيزها، وهي حقيقة تزيد من حساسية طريقتنا". في الخطوة التالية، تمر عينة الحمض النووي الريبي (RNA) بعملية تجميد وتجفيف مع مكونات كريسبر للحصول على عينة مجففة وغير نشطة يمكن تنشيطها في أي وقت مرغوب بعد ذلك عن طريق ثقب قوارير الماء المختومة داخل الجهاز. يؤدي هذا التفاعل إلى زيادة كمية الحمض النووي الريبي (RNA) في العينة ويتيح اكتشاف تسلسل الحمض النووي الريبي (RNA) المطلوب. يوضح الباحث الرئيسي: "كان هدفنا هو تطوير جهاز تشخيصي كامل ومكتمل لا يتطلب معدات إضافية". "في الأساس، يقوم الشخص ببصق عينة من اللعاب في الجهاز وبعد ذلك ما عليك سوى الضغط على زر والحصول على الإجابة في غضون ساعة."

اختبر الباحثون أجهزتهم أولاً باستخدام لعاب بشري ممزوج بتسلسلات صناعية لفيروس كورونا، ثم استخدموا 50 عينة مأخوذة من مرضى تم تشخيص إصابتهم بالفيروس. ووجد الباحثون أن جهازهم كان على الأقل دقيقًا مثل طريقة PCR الموجودة اليوم، والتي تتطلب أخذ عينات من الأنف بمسحة، والتي تستغرق وقتًا أطول وتتطلب استخدام المزيد من المعدات للتعامل مع العينة للحصول على النتائج. . يصدر الجهاز نتيجة الفلورسنت المرئية بالعين المجردة. كما طور الباحثون تطبيقًا صغيرًا للهواتف، وهو تطبيق صغير قادر على قراءة النتائج وإرسالها مباشرة إلى أقسام الصحة العامة من أجل متابعة أكثر فعالية. ويعتقد الباحثون أن التكلفة الإجمالية لأجهزتهم يمكن تخفيضها إلى 3-2 دولارات فقط. وفي حال حصول الجهاز على موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) وتم إنتاجه على نطاق واسع، فإنهم يأملون أن يتم استخدام جهازهم من قبل الأشخاص الذين يرغبون في اختبار أنفسهم في منازلهم، أو داخل المراكز الصحية في المناطق التي لا يمكنهم الوصول إلى المعدات المعتادة لتشخيص الفيروس ومتغيراته المختلفة. "إن القدرة على تحديد وتتبع النسخ الجديدة من الفيروس الأصلي هي قدرة أساسية لتحقيق صحة عامة فعالة، ولكن لسوء الحظ، لا يمكن التعرف على النسخ الجديدة حاليا إلا من خلال التسلسل الجيني الذي يتم إجراؤه في مراكز وبائية خاصة، والتي في بعض الأحيان لا تقوم بذلك" قال الباحث الرئيسي: "حتى أنها موجودة في البلدان النامية".

المقال الذي يصف الدراسة  أخبار الدراسة