كما أن الأنف الإلكتروني للدكتور حسام حايك من التخنيون يشم رائحة أمراض الكلى

اكتشاف أمراض الكلى من خلال الزفير في مراحلها المبكرة - سيجعل من الممكن إبطاء معدل تقدمها

الأنف الإلكتروني الذي طوره الدكتور حسام حايك من كلية الهندسة الكيميائية ومعهد راسل بيري لأبحاث تكنولوجيا النانو في التخنيون كان في الأصل مخصصًا للكشف المبكر عن السرطان. وعلى جانب التقدم التنموي الذي حققه، فقد تبين أنه قادر أيضاً على اكتشاف أمراض الكلى. هذا ما ذكرته المجلة العلمية ACS NANO في عددها الأخير.

يعد الكشف المبكر عن أمراض الكلى أمرًا مهمًا للغاية، حيث أنه في المراحل النهائية من هذه الأمراض يصل المرضى إلى الفشل الكلوي النهائي ويحتاجون إلى غسيل الكلى. بالإضافة إلى المعاناة الجسدية للمرضى ومضاعفات القلب والأوعية الدموية، هناك أيضًا أضرار اقتصادية كبيرة - في إسرائيل وحدها، يكلف علاج كل مريض 300 ألف شيكل سنويًا. يمكن للاكتشاف المبكر أن يؤخر علاج غسيل الكلى لسنوات عديدة، مما يعني - نوعية الحياة للمرضى وتحقيق وفورات مالية ضخمة.

فكرة تجربة الأنف الإلكتروني أيضًا في أمراض الكلى جاءت في حوار بين الدكتور حايك والبروفيسور زيد عباسي، بالتعاون مع البروفيسور فريد نخول من كلية الطب رابابورت في التخنيون ومركز رمبام الطبي في حيفا. وارتكزت الفكرة على أن من سمات مرضى الكلى هي الرائحة الكريهة التي تخرج من الفم (اليوريا)، والتي يمكن الشعور بها عن بعد. وبسبب الرائحة المميزة، يستخدم الأطباء هذه العلامة لتشخيص مرضى الفشل الكلوي المزمن المتقدم.

كنقطة انطلاق، قام البروفيسور عباسي وفريقه من الباحثين بإنشاء مرض الكلى المتقدم في الفئران، وهو نموذج مثالي لاختبار دراسة الجدوى، وربط الأنف الإلكتروني بالقصبة الهوائية للفئران. وجد الباحثون من المجموعات البحثية للدكتور حايك والبروفيسور عباسي تطابقًا تامًا بين نتائج الاختبارات المقبولة لهذه الأمراض (بشكل رئيسي من خلال اختبارات الدم والبول) ونتائج الأنف الإلكتروني الذي يختبر أنفاس الفئران . علاوة على ذلك، اكتشف الباحثون نمط المواد المتطايرة التي تميز أمراض الكلى. حتى الآن، لم يُعرف سوى مادتين مشبوهتين فقط، بينما عثر الدكتور حايك وفريق الباحثين في التخنيون على أربعين مادة إضافية. وبهذه الطريقة، ستكون القدرة على تحديد المرض أكثر دقة. تم اكتشاف 27 مادة توجد فقط في الفئران المصابة بأمراض الكلى وليس في الفئران السليمة. ومن بين هذه المواد، حدد باحثو التخنيون أهم خمس مواد تشير إلى تطور مرض الكلى.

هذا الاكتشاف، الذي أثار اهتماما كبيرا في المجتمع الطبي العالمي، حصل على براءة اختراع من قبل باحثي التخنيون، حيث تم إجراء تغييرات على الأنف الإلكتروني لأبحاث الكلى.

الأنف الذي طوره الدكتور حايك مخصص في المرحلة الأولى للشم وتشخيص الأمراض. يوضح الدكتور هايك: "سوف ينفخ الشخص في أنفه، مما سيتمكن بمساعدة أجهزة استشعار بحجم النانومتر من تشخيص نوع المرض وحتى تحديد المرحلة التي وصل إليها المرض". "يمكن إجراء التشخيص في مرحلة مبكرة جدًا من المرض، حتى قبل أن يبدأ في التقدم. لذا فإن العلاج الدوائي والتغذية المناسبة سيكونان فوريين وسيبطئان المرض أثناء وجوده في العدو. حتى لو تم اكتشاف المرض في مراحل متقدمة، فإن العلاجات الدوائية المناسبة لا تزال قادرة على إبطاء تقدمه بشكل كبير وإنقاذ هؤلاء المرضى من سرعة معينة إلى المرحلة النهائية من الفشل الكلوي المزمن والحاجة إلى علاج غسيل الكلى بكل ما يعنيه ذلك - كالوقاية من الأمراض الخطيرة. مضاعفات القلب والأوعية الدموية فضلا عن المعاناة الجسدية والعقلية والتكاليف المالية الجبارة وأضاف: "في بحثنا، أظهرنا بالفعل أنه من الممكن التمييز، بمساعدة أجهزة الاستشعار الصغيرة، بين شخص سليم ومريض". "إن التحدي الذي يواجهنا الآن هو التمييز بين أنواع أمراض الكلى المختلفة، والمراحل التي يتواجد فيها المرض."

ويضيف البروفيسور عباسي: "أمامنا طريق طويل ومتعب لتحقيق الهدف المنشود وهو التشخيص المبكر للمرض في حين أنه لا يزال من الممكن علاجه وإيقافه. إن تطوير أجهزة استشعار انتقائية ذات حساسية عالية لعلامات الفشل الكلوي لن يسمح فقط بتشخيص المرض ولكن أيضًا بمراقبة الاستجابة العلاجية لهؤلاء المرضى للأدوية وتغيير نمط الحياة وما إلى ذلك.

يتم اليوم إجراء دراسة سريرية واسعة النطاق للكشف عن أمراض الكلى باستخدام عينات التنفس بالتعاون مع البروفيسور فريد نخول - مدير وحدة أمراض الكلى المتنقلة في مركز رمبام الطبي. باستخدام اختبار التنفس هذا، يأمل الباحثون في تصنيف مراحل الفشل الكلوي المزمن وبالتالي توفير العلاج المبكر والفعال.

قام الدكتور حايك بالبحث والتطوير في مجال أجهزة الاستشعار وأجهزة النانومتر في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (CALTECH). وهو اليوم رئيس مختبر الأجهزة القائمة على المواد النانوية والذي يقود، من بين أمور أخرى، دراسات متعددة التخصصات لتشخيص الأمراض بمساعدة أنظمة الشم الاصطناعية (الأنوف الإلكترونية) القائمة على أجهزة استشعار النانو بطريقة غير جراحية. البروفيسور عباسي هو باحث في العلوم الطبية مع التركيز على دراسة أمراض الكلى وارتفاع ضغط الدم في كلية الطب في التخنيون والمركز الطبي رمبام. يركز البروفيسور ناخول على الأبحاث المتعلقة بمضاعفات مرض السكري على الكلى وعلى الأبحاث السريرية في كلية الطب في التخنيون حول آليات الإصابة بارتفاع ضغط الدم وعلاجه.