تقرير : باحثون يبتكرون جهاز للكشف عن فيروس كورونا بالاستعانة بكاميرا الهاتف
وتين - جدة
طور باحثون جهاز محمول يعطي نتائج اختبار سريعة ودقيقة بمساعدة كاميرا الهاتف الذكي العادية ، وذلك من خلال تقدير عدد جزيئات الفيروس في العينات ، يمكن للجهاز أيضًا تحديد مدى تقدم العدوى.
و كشفت الدراسة الاستقصائية في الولايات المتحدة أن الأمر يستغرق في المتوسط 4 أيام لتلقي نتيجة اختبار معمل لفيروس كورونا المعروف طبياً ب " SARS-CoV-2 "بعد أخذ مسحة من الأنف.
تعد الاختبارات المعملية أكثر موثوقية من الاختبارات السريعة التي يتم إجراؤها على الفور للكشف عن فيروس SARS-CoV-2 ، وهو الفيروس الذي يسبب مايعرف إيضاً ب كوفيد ١٩ حيث يتم إستخدام ما يسمى بتقنية تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) "لتضخيم" الكميات الضئيلة من المادة الوراثية الفيروسية في العينة.
لكن الاختبارات تستغرق وقتًا طويلاً ، مما يزيد من خطر انتقال الفيروس بينما ينتظر الناس عودة نتائجهم من المختبر.
يستخدم الاختبار الجديد تقنية مختلفة تسمى CRISPR ، والتي يعتقد الباحثون أنها يمكن أن تكتشف بشكل موثوق الحمض النووي الريبي ، أو المادة الجينية ، لـ SARS-CoV-2 دون تضخيمها أولاً.
هذا يعني أنه من الممكن ليس فقط اكتشاف وجود الفيروس ولكن أيضًا لتقدير عدد جزيئات الفيروس ، وهو مؤشر جيد على تقدم العدوى.
في هذا العام فازت تقنية كريسبر ، التي يستخدمها العلماء بشكل أساسي لتعديل الجينات ، بجائزة نوبل في الكيمياء لعام 2020 .
وهذه التقنية طورها العالمين " إيمانويل شاربنتييه (وحدة ماكس بلانك لعلوم مسببات الأمراض ، برلين ، ألمانيا) وجنيفر أ.دودنا (جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، الولايات المتحدة الأمريكية) .
منذ حوالي عامين ، بدأت دودنا ، بالتعاون مع زملائها في معاهد J. David Gladstone في سان فرانسيسكو ، كاليفورنيا ، العمل على تطبيق جديد لـ CRISPR لاختبار فيروس نقص المناعة البشرية.
في يناير 2020 ، عندما أصبح التهديد العالمي من تفشي كورونا " كوفيد ١٩ " واضحًا ، حولوا تركيزهم إلى تطوير اختبار لـ SARS-CoV-2 باستخدام نفس التكنولوجيا.
تستخدم الاجهزة ، التي ليست أكبر من صندوق أحذية ، مجموعة متنوعة من تقنيةCRISPR تسمى CRISPR-Cas13a .
Cas13a هو إنزيم يشق جزيئات الحمض النووي الريبي. من خلال دمجها مع شريط من "دليل الحمض النووي الريبي" ، يمكن للعلماء استهدافها بتسلسل منبهة في الحمض النووي الريبي لفيروس معين.
وجهاز الكشف يحتوي على ليزر لإضاءة العينة وعدسة لتركيز أي ضوء فلورسنت يتم إنتاجه و تستخدم كاميرا الهاتف الموضوعة فوق العدسة لتسجيل شدة الضوء المنبعث.
باستخدام عينات من SARS-CoV-2 RNA بتركيزات مختلفة ، أظهر الباحثون أن الجهاز يمكنه قياس تركيزات أقل من 100 جزيء فيروسي لكل ميكروليتر في غضون 30 دقيقة.
كما أن الجهاز استغرق 5 دقائق فقط للتعرف على مسحات المرضى التي فحصها الباحثون .
يقول دانيال فليتشر ، مهندس بيولوجي في جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، ومؤلف مشارك في البحث: "تُظهر دراستنا أنه يمكننا القيام بجزء الكشف من هذا الاختبار بسرعة كبيرة ، مما يجعل القياس باستخدام الإلكترونيات الاستهلاكية ذات الإنتاج الضخم" . "لسنا بحاجة إلى معدات معملية فاخرة."
لا يزال يتعين على الباحثين القيام ببعض الأعمال قبل أن يكون لديهم جهاز يعمل بشكل كامل.
لاختبار ما إذا كانت التكنولوجيا تعمل من حيث المبدأ ، استخدموا الحمض النووي الريبي الفيروسي المستخرج مسبقًا.
ومع ذلك ، تشير أبحاثهم حتى الآن إلى أن الكاميرا من هاتف خلوي عادي تعمل بشكل خاص ككاشف جزيئي.
كما تقول ميلاني أوت ، كبيرة مؤلفي الورقة البحثية وعالمة الفيروسات في معاهد جلادستون وجامعة كاليفورنيا ، سان فرانسيسكو: "إحدى الوجبات الجاهزة هي أن كاميرا الهاتف أفضل 10 مرات من قارئ اللوحة في المختبر".
يهدف الباحثون الآن إلى تطوير جهاز محمول رخيص الثمن يمكن للصيدليات والعيادات أن تستخدمه لإجراء الاختبارات السريعة والدقيقة ، من المحتمل أن تحتوي على كاميرا هاتف خلوي مدمجة.
في النهاية ، يحلمون بتطوير جهاز للاستخدام في المنزل لا يكتشف فقط فيروس كورونا الجديد ولكن أيضًا فيروسات أخرى ، مثل تلك التي تسبب نزلات البرد والانفلونزا.
وتقول مجلة بحثية حول هذا الموضوع ، " من حيث المبدأ ، من الممكن تكييف أي جهاز يشتمل على نفس تقنية كريسبر لاكتشاف أي فيروس."
لاحظوا أن الدراسة الحالية تقدم فقط "إثبات المفهوم" لاستخدام تقنية كريسبر والهاتف المحمول للكشف عن الفيروسات. كتبوا: "سيكون من الضروري عمل إضافي لترجمة هذا العمل بالكامل إلى جهاز متاح على نطاق واسع".
Image by Elchinator from Pixabay
طور باحثون جهاز محمول يعطي نتائج اختبار سريعة ودقيقة بمساعدة كاميرا الهاتف الذكي العادية ، وذلك من خلال تقدير عدد جزيئات الفيروس في العينات ، يمكن للجهاز أيضًا تحديد مدى تقدم العدوى.
و كشفت الدراسة الاستقصائية في الولايات المتحدة أن الأمر يستغرق في المتوسط 4 أيام لتلقي نتيجة اختبار معمل لفيروس كورونا المعروف طبياً ب " SARS-CoV-2 "بعد أخذ مسحة من الأنف.
تعد الاختبارات المعملية أكثر موثوقية من الاختبارات السريعة التي يتم إجراؤها على الفور للكشف عن فيروس SARS-CoV-2 ، وهو الفيروس الذي يسبب مايعرف إيضاً ب كوفيد ١٩ حيث يتم إستخدام ما يسمى بتقنية تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) "لتضخيم" الكميات الضئيلة من المادة الوراثية الفيروسية في العينة.
لكن الاختبارات تستغرق وقتًا طويلاً ، مما يزيد من خطر انتقال الفيروس بينما ينتظر الناس عودة نتائجهم من المختبر.
يستخدم الاختبار الجديد تقنية مختلفة تسمى CRISPR ، والتي يعتقد الباحثون أنها يمكن أن تكتشف بشكل موثوق الحمض النووي الريبي ، أو المادة الجينية ، لـ SARS-CoV-2 دون تضخيمها أولاً.
هذا يعني أنه من الممكن ليس فقط اكتشاف وجود الفيروس ولكن أيضًا لتقدير عدد جزيئات الفيروس ، وهو مؤشر جيد على تقدم العدوى.
في هذا العام فازت تقنية كريسبر ، التي يستخدمها العلماء بشكل أساسي لتعديل الجينات ، بجائزة نوبل في الكيمياء لعام 2020 .
وهذه التقنية طورها العالمين " إيمانويل شاربنتييه (وحدة ماكس بلانك لعلوم مسببات الأمراض ، برلين ، ألمانيا) وجنيفر أ.دودنا (جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، الولايات المتحدة الأمريكية) .
منذ حوالي عامين ، بدأت دودنا ، بالتعاون مع زملائها في معاهد J. David Gladstone في سان فرانسيسكو ، كاليفورنيا ، العمل على تطبيق جديد لـ CRISPR لاختبار فيروس نقص المناعة البشرية.
في يناير 2020 ، عندما أصبح التهديد العالمي من تفشي كورونا " كوفيد ١٩ " واضحًا ، حولوا تركيزهم إلى تطوير اختبار لـ SARS-CoV-2 باستخدام نفس التكنولوجيا.
تستخدم الاجهزة ، التي ليست أكبر من صندوق أحذية ، مجموعة متنوعة من تقنيةCRISPR تسمى CRISPR-Cas13a .
Cas13a هو إنزيم يشق جزيئات الحمض النووي الريبي. من خلال دمجها مع شريط من "دليل الحمض النووي الريبي" ، يمكن للعلماء استهدافها بتسلسل منبهة في الحمض النووي الريبي لفيروس معين.
وجهاز الكشف يحتوي على ليزر لإضاءة العينة وعدسة لتركيز أي ضوء فلورسنت يتم إنتاجه و تستخدم كاميرا الهاتف الموضوعة فوق العدسة لتسجيل شدة الضوء المنبعث.
باستخدام عينات من SARS-CoV-2 RNA بتركيزات مختلفة ، أظهر الباحثون أن الجهاز يمكنه قياس تركيزات أقل من 100 جزيء فيروسي لكل ميكروليتر في غضون 30 دقيقة.
كما أن الجهاز استغرق 5 دقائق فقط للتعرف على مسحات المرضى التي فحصها الباحثون .
يقول دانيال فليتشر ، مهندس بيولوجي في جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، ومؤلف مشارك في البحث: "تُظهر دراستنا أنه يمكننا القيام بجزء الكشف من هذا الاختبار بسرعة كبيرة ، مما يجعل القياس باستخدام الإلكترونيات الاستهلاكية ذات الإنتاج الضخم" . "لسنا بحاجة إلى معدات معملية فاخرة."
لا يزال يتعين على الباحثين القيام ببعض الأعمال قبل أن يكون لديهم جهاز يعمل بشكل كامل.
لاختبار ما إذا كانت التكنولوجيا تعمل من حيث المبدأ ، استخدموا الحمض النووي الريبي الفيروسي المستخرج مسبقًا.
ومع ذلك ، تشير أبحاثهم حتى الآن إلى أن الكاميرا من هاتف خلوي عادي تعمل بشكل خاص ككاشف جزيئي.
كما تقول ميلاني أوت ، كبيرة مؤلفي الورقة البحثية وعالمة الفيروسات في معاهد جلادستون وجامعة كاليفورنيا ، سان فرانسيسكو: "إحدى الوجبات الجاهزة هي أن كاميرا الهاتف أفضل 10 مرات من قارئ اللوحة في المختبر".
يهدف الباحثون الآن إلى تطوير جهاز محمول رخيص الثمن يمكن للصيدليات والعيادات أن تستخدمه لإجراء الاختبارات السريعة والدقيقة ، من المحتمل أن تحتوي على كاميرا هاتف خلوي مدمجة.
في النهاية ، يحلمون بتطوير جهاز للاستخدام في المنزل لا يكتشف فقط فيروس كورونا الجديد ولكن أيضًا فيروسات أخرى ، مثل تلك التي تسبب نزلات البرد والانفلونزا.
وتقول مجلة بحثية حول هذا الموضوع ، " من حيث المبدأ ، من الممكن تكييف أي جهاز يشتمل على نفس تقنية كريسبر لاكتشاف أي فيروس."
لاحظوا أن الدراسة الحالية تقدم فقط "إثبات المفهوم" لاستخدام تقنية كريسبر والهاتف المحمول للكشف عن الفيروسات. كتبوا: "سيكون من الضروري عمل إضافي لترجمة هذا العمل بالكامل إلى جهاز متاح على نطاق واسع".
Image by Elchinator from Pixabay
