أفكار من شأنها أن تغير العالم: أدوات تشخيص رخيصة على قطع من الورق

اختبار سريع لوجود أمراض مثل الإيبولا والسل يمكن أن ينقذ الأرواح في الأماكن النائية والفقيرة

بقلم براتشي باتيل، تم نشر المقال بإذن من مجلة ساينتفيك أمريكان إسرائيل وشبكة أورت إسرائيل 24.01.2017

مريضة تصل إلى عيادة ريفية في أفريقيا وهي تعاني من ارتفاع في درجة الحرارة. تتوافق أعراضه مع العديد من الأمراض: من التيفوئيد الخفيف إلى الإيبولا. وحتى لو كان من الممكن إجراء اختبارات الدم عليها، فلن تظهر النتائج إلا بعد أيام قليلة. ماذا يجب على الطبيب أن يفعل: يعطيها المضادات الحيوية أو يرسلها إلى العزل؟

لقد عمل الباحثون لمدة عقد من الزمن على تطوير أدوات تشخيص رخيصة على قطع من الورق (على غرار مجموعات اختبار الحمل المنزلي) التي يمكن أن تنقذ الأرواح في مثل هذه المواقف. الجيل الأول من هذا النوع من وسائل الاختبار يقترب الآن ببطء من المرحلة التجارية. جمعية اسمها "التشخيص للجميع"في انتظار موافقة الهيئات التنظيمية لتوزيع مجموعة أدوات تشخيص وظائف الكبد في أفريقيا على أساس عينة دم. شركة المشاريع الفكرية وتعمل الشركة العاملة في بلفيو بواشنطن، بتمويل من مؤسسة بيل وميليندا جيتس، على تطوير اختبار شديد الحساسية للملاريا، فضلاً عن أداة لتشخيص مرض السل استناداً إلى عينة البول. بول جايجريعمل أستاذ الهندسة البيولوجية بجامعة واشنطن على تطوير اختبار دم حساس للكشف عن بروتين فيروس الإيبولا. لا تكلف أي من هذه الأجهزة أكثر من بضعة دولارات أو تتطلب تدريبًا خاصًا.

يوجد في وسط هذه الأدوات التشخيصية شرائط من الورق محفورة أو مختومة لأنماط تستخدم لفصل السوائل أو تركيزها أو خلطها. يمتص الورق بشكل طبيعي السوائل مثل الدم والبول بسبب ظاهرة تسمى التدفق الشعري أو الشعيرية. وهكذا تمر العينات عبر الورق من تلقاء نفسها، حيث توجه الأنماط الموجودة على الورق سائل العينة إلى المناطق التي يخضع فيها للتخفيفات اللازمة والتفاعلات الكيميائية التي تمكن من تحديد مسببات الأمراض. على سبيل المثال، يحتوي جهاز فحص وظائف الكبد التابع لشركة "التشخيص للجميع" على مرشح يحجب خلايا الدم الحمراء ويسمح فقط للبلازما بالاستمرار إلى طبقة سفلية من الورق، حيث توجد مواد تتفاعل مع الإنزيمات التي تشير إلى تلف الكبد . تشير درجة تغير اللون في الورقة إلى مستوى هذه الإنزيمات في دم الأشخاص.

في الجيل الأول من أجهزة الاختبار الورقية، عادة ما يتم تحديد الأمراض عن طريق الكشف عن الجزيئات الفريدة التي يتم إنشاؤها في الجسم أثناء العدوى أو عن طريق البكتيريا المسببة للمرض، ولكن في المراحل اللاحقة من الممكن أن يتم تغيير طرق الاختبار. سيتم أيضًا تطوير تقنية يمكنها التعرف بشكل مباشر على الحمض النووي لمسببات الأمراض نفسها. إن الأجهزة من هذا النوع، والتي تسمى اختبارات الحمض النووي، ستسمح للأطباء بالتعرف بدقة على الأمراض في مراحلها الأولى. جايجر معا جورج وايتسايدز، أستاذ الكيمياء في جامعة هارفارد، وباحثون آخرون، يعملون على تطوير اختبارات الحمض النووي الورقية الخاصة بهم. ويعمل ياجر على تطوير اختبار منزلي للكشف عن الأحماض النووية لفيروس زيكا، وقدم طلبًا للحصول على تمويل لتطوير اختبارات سريعة ورخيصة لفيروس زيكا وحمى الضنك والحمى الصفراء.

ولا يزال الباحثون يواجهون تحديات تقنية، لكن العائق الأكبر برأيهم هو العائق المالي. ولا ترى شركات الأدوية أرباحًا عالية من المرافق التي تكلف القليل جدًا، لذا يأتي معظم التمويل من الهيئات الحكومية والمؤسسات الخاصة. يقول وايتسايدز: "لقد أظهرنا نحن والباحثون من بعدهم أن التكنولوجيا ناجحة". "يعتمد الكثير على نجاحنا في التغلب على العقبة الأخيرة، وهي جعل التكنولوجيا تجارية."