تمهد لعلاجات واعدة.. ابتكار تقنية غير جراحية لمراقبة الخلايا السرطانية

يمكن أن تساعد مراقبة الخلايا السرطانية بشكل فعال الأطباء في العلاج والإدارة، وبالتالي تقليل الوفيات المرتبطة بـ السرطان الذي يحصد الكثير من الأرواح على مستوى العالم.

لكن هل يمكن للتقنيات غير الجراحية أن تمهد الطريق لتحسين المراقبة لتقليل معدلات الوفيات بالسرطان؟

توفر منصات التشخيص التي تقيس الخواص الكهربائية للخلايا السرطانية بشكل غير جراحي نتائج واعدة في الكشف المبكر عن مقاومة أدوية السرطان والورم النقيلي، وفق ما نشره موقع ميديكال إكسبريس.

وأظهرت الأبحاث أنه من الممكن فهم نوع السرطان وحالة مقاومته للأدوية من خلال بيانات السماحية الخلوية والموصلية.

في الواقع، هناك طلب متزايد على الأساليب التحليلية التي يمكنها قياس الخصائص الكهربائية للخلية بسرعة.

يقدم الدوران الكهربائي (ROT) أحد هذه الطرق لالتقاط الخصائص الخلوية عن طريق استنتاج السماحية والتوصيل من حركة الخلية في مجال كهربائي.

يسمح هذا بتوصيف نوع الخلية وحالتها من خلال تحديد ملامح حركتها الدورانية المعتمدة على التردد تحت مجال كهربائي مُشكَّل.

ومع ذلك، هناك قيود، إذ يكمن التحدي في أن التقاط الخلايا وقياسها واستبدالها أمر مرهق للغاية ويقلل من إنتاجية منصات ROT، حيث تشير الإنتاجية إلى عدد الخلايا التي يمكن لتقنية معينة تحليلها في أي وقت محدد.

في الآونة الأخيرة، قام باحثون من جامعة طوكيو للعلوم (TUS) بتطوير ROT التدفق المستمر (cROT) لمعالجة عيوب ROT التقليدية.

تستفيد المنصة الجديدة من الموائع الدقيقة لقياس الديناميكيات الخلوية بشكل مستمر والتقاط الخلايا في نفس الوقت لجمع القياسات على جهاز واحد.

تم نشر النتائج التي تم التحقق من صحتها والتي توصلت إليها المجموعة مؤخرًا في Lab on a Chip.

استجابات مختلفة للمجالات الكهربائية

يوضح الدكتور ماساهيرو موتوسكي، الباحث الرئيسي للمشروع: «لقد اكتشفت أن الخلايا السرطانية لديها استجابات مختلفة إلى حد كبير للمجالات الكهربائية بينما تبدو متشابهة، وهذا يعني وجود درجة معينة من الفردية، وقد أثارت فكرة تمييز الاختلافات باستخدام ROT اهتمامي».

وأضاف أنه «مع ذلك، فإن جمع البيانات الدقيقة باستخدام ROT يتطلب تحديد موضع خلية واحدة وإزالتها بدقة، وأردت أن أجعل عملية تحليل العديد من الخلايا أسهل».

قام الباحثون بتصنيع الجهاز الجديد باستخدام أقطاب كهربائية متداخلة مُعاد تصميمها والتي تحفز دوران الخلية وقناة صغيرة لمرور الخلية.

تعمل هندسة القطب على زيادة عدد الخلايا التي يمكن تحليلها وتقليل الوقت اللازم لاستبدال الخلية أثناء جمع القياسات.

يتيح المجال الكهربائي المطبق داخل القناة الدقيقة تحليل السلوك الدوراني من التدفق المستمر للخلايا.

تعمل هذه التحسينات معًا على زيادة إنتاجية النظام الآلي.

وتحقق فريق البحث من دقة النظام من خلال الحصول على قياسات السماحية لغشاء الخلية وموصلية السيتوبلازم من خلايا هيلا، وهي خط خلايا بشرية شائع الاستخدام في الأبحاث.

وقال البروفيسور موتوسكي، حول أهم النتائج التي توصل إليها التقرير: «لقد قمنا بزيادة إنتاجية القياس بشكل ملحوظ إلى 2700 خلية في الساعة باستخدام تقنية cROT الخاصة بنا»، مضيفا: «علاوة على ذلك، لا يتطلب الجهاز معالجة دقيقة للخلايا ويستفيد من المعالجة السريعة للصور عند معالجة البيانات الكهربائية للخلايا».

ومن المزايا الأخرى للنظام الجديد درجة التشغيل الآلي العالية وسهولة التركيب أو الإزالة.

يُظهر جهاز cROT بالفعل تحسنًا ملحوظًا في الإنتاجية عند مقارنته بمنصات ROT التقليدية، في حين أن تقنيات ROT التقليدية تعالج عادةً ما بين 10 إلى 20 خلية في الساعة، فإن نظام cROT يحقق إنتاجية مذهلة تبلغ 2700 خلية في الساعة، وهو أعلى بأكثر من 100 مرة.

علاوة على ذلك، فإن نظام cROT يقلل بشكل كبير من الوقت اللازم لاستبدال الخلايا.

يتصور البروفيسور موتوسكي مستقبلًا واعدًا لنظام cROT الذي طوره الفريق، ويقول: «باستخدام تقنية cROT، أطلقنا العنان للقدرة على التعمق في التعقيدات الدقيقة لديناميكيات الخلية الواحدة، بما في ذلك جوانب مثل فسيولوجيا الخلية، وحالة غشاء الخلية، وتركيز الأيونات داخل الخلايا».

ويتوقع أن تكون التحليلات السريعة والدقيقة التي يقدمها هذا النهج المتطور حافزًا لتحقيق تقدم كبير في مجالات تطوير أدوية السرطان والتشخيص والعلاجات الجديدة القائمة على الخلايا.

تفتح هذه التكنولوجيا المتقدمة أبواب التعاون والاعتماد من قبل لاعبين بارزين في صناعة علاج الأورام، مما قد يحدث ثورة في الطريقة التي نكافح بها السرطان.