طور الباحثون نظاما مستوحى من الطحال البشري، يهدف إلى إزالة مسببات الأمراض الميكروبية والسموم من الدم، دون الإضرار بمكوناته الطبيعية، وكل هذا دون حتى معرفة كيفية تحديد مصدر العدوى.
بواسطة: أو عمرو
الإنتان هي حالة تهدد الحياة ناجمة عن رد فعل مبالغ فيه لجهاز المناعة في الجسم تجاه عدوى الدم. فهو يتسبب في وفاة حوالي 6 ملايين شخص في جميع أنحاء العالم كل عام ويُعرف بأنه سبب شائع للوفاة بين الجنود في الميدان. أحد التحديات في علاج الإنتان هو تحديد مصدر العدوى من أجل إعطاء العلاج بالمضادات الحيوية في الوقت المناسب. يقول دونالد إنجيبر، المدير المؤسس لمعهد ويس للهندسة المستوحاة بيولوجيا: "في حوالي 70% من حالات الأشخاص الذين يعانون من الإنتان، لا نعرف السبب ونعالج بشكل أعمى". نقطة مضيئة للحل تم اكتشافها في نفس المعهد.
كان الهدف هو إيجاد طريقة فعالة لإزالة جميع عوامل الأمراض الميكروبية والسموم بسرعة، دون الإضرار بالمكونات الطبيعية للدم، وكل هذا دون معرفة كيفية تحديد مصدر العدوى. تم العثور على الإلهام لحل هذا التحدي في وظيفة الطحال البشري.
لتقليد البنية المعمارية الدقيقة المعقدة للطحال، قام فريق بقيادة جو كانج، زميل ما بعد الدكتوراه في مختبر إنجيبر، بتصميم جهاز يحتوي على سلسلة من الشقوق الأفقية التي تربط قناتين عموديتين: قناة عالية التدفق يتدفق من خلالها الدم الملوث النابض. وقناة تيار منخفض ممزوجة بمحلول ملحي.
تلتصق هذه البروتينات بجزيئات السكر (الموجودة على الجدار الخلوي لمعظم الكائنات الحية الدقيقة)، وتربط السموم (التي تنطلق من الميكروبات الميتة) وتسمح بإزالتها في الطحال. أثناء تدفق الدم عبر الجهاز الشبيه بالطحال، يتم سحب عوامل المرض والسموم المرتبطة بالخرزات النانوية (المغلفة بالبروتينات) إلى قناة مملوءة بمحلول ملحي ثم إلى لوحة تجميع بواسطة مغناطيس بينما يتم إرجاع الدم المنقى إلى المريض .
"نحن لا نزيل الطحال بأكمله هنا، لقد أخذنا بروتينًا طبيعيًا من الدم وقليلًا من بنية الطحال وتدفقه..." يقول إنجبر، "الآن لدينا جهاز بسيط نسبيًا ينظف الكثير من السموم التي تسبب في النهاية تعفن الدم، لذلك لا نحتاج حتى إلى تحديد مصدر العدوى قبل العلاج".
وعندما اختبر الباحثون الجهاز على الفئران المصابة بالإشريكية القولونية وأمراض أخرى، أزال الجهاز أكثر من 90% من البكتيريا الموجودة في الدم. بالإضافة إلى ذلك، أظهر الباحثون أن الجهاز يستطيع تنقية الدم بمعدل 1.25 لتر في الساعة، أي أنه يستطيع التعامل مع كمية دم شخص بالغ في متوسط حوالي خمس ساعات، وعند الضرورة يمكن عمل عدة أجهزة متصلة في نفس الوقت.
ويعتقد إنجيبر أن الجهاز سيكون قادرًا أيضًا في المستقبل على علاج الأمراض المعدية مثل الإيبولا أو الإيدز. ويقوم الفريق باختبار نسخة مبسطة من الجهاز على الخنازير، وقريبا سيتم إنشاء شركة لمواصلة تطوير التكنولوجيا.
