فازت المجموعة البحثية لأميت ميلر من التخنيون بمنحة خاصة من الاتحاد الأوروبي تهدف إلى تسريع تقنية مبتكرة لحفر فوهات نانومترية في مادة باستخدام شعاع الليزر. وسيتم استخدام الجهاز النهائي لتحليل جزيء واحد للتشخيص السريع للأمراض، بما في ذلك كوفيد-19
فازت المجموعة البحثية للبروفيسور أميت ميلر من كلية الهندسة الطبية الحيوية في التخنيون بمنحة ERC PoC - منحة لإثبات الجدوى بمبلغ 150 ألف يورو. وقد تم مؤخراً منح المنحة الخاصة من لجنة الأبحاث الأوروبية لخمسة وخمسين باحثاً، وهي مصممة لمساعدتهم على استنفاد الإمكانات التجارية لتطوراتهم. يسمى مشروع البروفيسور ميلر أوبتيبور والغرض منه هو تعزيز التكنولوجيا المبتكرة لتحليل الجزيئات الفردية بشكل عام والكشف عن وجود فيروس كورونا SARS-CoV-2 بشكل خاص. الوسائل: تطوير طريقة مبتكرة سريعة ورخيصة لإنشاء ssNPs - أجهزة تشخيصية تعتمد على فوهات نانومترية.
ssNPs هي عائلة جديدة من الأجهزة التي تهدف إلى تحليل الجزيئات البيولوجية الفردية. يتمتع مثل هذا التحليل بقيمة طبية وبحثية هائلة، لأنه يحل محل طرق التشخيص الحالية القائمة على تحليل الحل الكامل - وهي طرق تتميز بالعديد من العيوب، بما في ذلك التكلفة العالية والمعدات المرهقة والدقة المحدودة.
لتوضيح القفزة الكمية الكامنة في أجهزة ssNPs، دعونا نأخذ فيروس كورونا SARS-CoV-2 كمثال. وتعتمد اختبارات كورونا الحالية على تقنية RT-qPCR، التي تتطلب عملية طويلة ومعقدة تتضمن جمع العينة من الشخص باستخدام المسحة، و"فتح" الفيروس للكشف عن المادة الوراثية بداخله، واستخراج المادة الوراثية من الحمض النووي الريبوزي RNA. و"النسخ العكسي" حيث يتم ترجمة تسلسلات الحمض النووي الريبي (RNA) إلى تسلسلات الحمض النووي (DNA). إلا أن هذه ليست نهاية العملية، لأنه لكي تتمكن الأجهزة الموجودة من اكتشاف وجود الفيروسات في العينة، يتم إجراؤها في هذه المرحلة التضخيم الأسي (PCR) الذي يكرر جزيئات الحمض النووي بشكل متكرر لإنتاج كتلة حرجة منها. إلى جانب كون العملية طويلة ومكلفة، يتم إنشاء خطوة التضخيم في بعض الحالات أخطاء كبيرة في تحديد وجود الفيروس، أي في تحديد ما إذا كان الموضوع متحققا أم سلبيا لكورونا.
إن عملية التشخيص التي طورتها مجموعة أبحاث البروفيسور ميلر تلغي تمامًا خطوة التضخيم الأسي وتتيح العد المباشر والتقدير الكمي لجزيئات الفيروس. وهذا يوفر الوقت الثمين ويتجنب نفس الأخطاء. وتعتمد الطريقة الجديدة على جذب جزيئات بيولوجية واحدة مثل DNA أو RNA أو البروتينات، باستخدام مجال كهربائي، في "ثقب نانومتري" يحتوي على أجهزة استشعار كهربائية أو بصرية. يمر الإخراج الإلكتروني التحليل الحسابي الذي يسمح بتحديد وإحصاء الجزيئات بشكل مباشر وفوري.
بعد وقت قصير من تفشي وباء كورونا، بدأ البروفيسور ميلر العمل على تكييف هذه التكنولوجيا مع الحاجة الملحة لإجراء اختبارات كورونا سريعة ودقيقة. وفي الواقع، في إثبات الجدوى، تم إثبات فعالية هذه الطريقة في مراقبة وجود فيروس SARS-CoV-2 حتى عندما تحتوي العينة الأصلية على كمية ضئيلة من الفيروسات. هذه العملية، نشرت مؤخرا فيأكس نانوتم تطويره من قبل البروفيسور ميلر وفريق البحث مع طالبة ما بعد الدكتوراه الدكتورة جانا روزيفسكي وزملائهم في مستشفى "شاريتا" في برلين، بمساعدة منحة ERC المخصصة من قبل الاتحاد الأوروبي لتسريع تسويق الدواء. امتحان.
والآن، كما ذكرنا سابقًا، فازت المجموعة بمنحة تكميلية من ERC. لا تركز هذه المنحة على تطوير الاختبار نفسه في عملية تصنيع الجهازنظرًا لأن حفر الفوهات يمثل تحديًا تكنولوجيًا كبيرًا يعيق حاليًا التطوير الشامل لأجهزة ssNPs. ومن خلال عمل طويل ومتعمق، طورت مجموعة أبحاث البروفيسور ميلر تقنية فريدة لحفر الفوهات في أجهزة التشخيص، باستخدام شعاع ليزر أزرق مركّز. وسيتم الآن تطوير هذه التكنولوجيا، بمساعدة المنحة، لوضعها موضع الاستخدام السريري في أقرب وقت ممكن.
ومن الجدير بالذكر أنه على الرغم من تقديم المنحتين في وقت يتعامل فيه العالم مع وباء كورونا، إلا أن التقنيات المذكورة ذات صلة بتشخيص العديد من الأمراض - ليس فقط الأمراض الفيروسية والبكتيرية ولكن أيضًا أنواع مختلفة من السرطان، كما وقد تم عرضه بشكل أولي في مختبر التخنيون. تم إجراء بحث كورونا بالتعاون مع وحدة البنك الحيوي في مركز رمبام الطبي.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
