تطوير جهاز محمول لتتبع خلايا الدم البيضاء

قاد أحد الباحثين في روتجرز، من خلال شركته المنفصلة، ​​فريقًا لتصميم واختبار جهاز يقوم بعد خلايا الدم البيضاء للشخص بسرعة بقطرة دم واحدة.

يحدث ذلك على غرار الطريقة التي تقوم بها أجهزة قياس السكر في الدم بالمسح السريع لمستويات السكر في الدم، وفقا لموقع ميديكال إكسبريس.

تم وصف تطوير الجهاز من قبل الباحثين في شركة RizLab Health Inc الناشئة في روتجرز، إلى جانب التحقق السريري، في المجلة العلمية والطبية PLoS One.

يتميز بالسرعة

وقال مهدي جافانمار، أستاذ في قسم الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات في كلية روتجرز للهندسة، «في العادة، يتطلب إجراء تعداد الدم أن يأخذ اختصاصي الوريد إبرة ويجمع كميات كبيرة من الدم الوريدي ويرسل العينات إلى المختبرات حيث يتم اختبارها، وقد يستغرق الأمر أحيانًا ساعات أو حتى أيام».

وأضاف: « يتيح جهازنا المحمول اختبار المريض القريب، بينما لا يتطلب سوى كمية صغيرة من الدم وإرجاع النتائج في غضون دقائق، مما يسمح للأطباء باتخاذ القرارات على الفور تقريبًا».

تم تصميم الجهاز، المسمى CytoTracker Leukometer، للمساعدة بسرعة في الكشف عن ارتفاع أو انخفاض عدد خلايا الدم البيضاء، وهي إشارة مهمة لحالة الجهاز المناعي للمريض.

قد يشير ارتفاع أو انخفاض عدد خلايا الدم البيضاء إلى شدة العدوى، أو وجود حالات تهدد الحياة مثل الإنتان أو تحديد كيفية استجابة المرضى للعلاج الكيميائي والأدوية العقلية.

بالتعاون مع فريق سريري في مركز الأبحاث السريرية للأطفال بكلية الطب روتجرز روبرت وود جونسون بقيادة الدكتورة تانايا بوميك وقسم طب الطوارئ بكلية بايلور للطب، تم اختبار الجهاز بنجاح في التجارب من خلال المقارنة المباشرة مع سطح المختبر. محلل أمراض الدم، تقنية فحص الدم التقليدية.

وقال بوميك، طبيب الأمراض المعدية والمؤلف المشارك في الدراسة: «لقد أحدثت نتائج الاختبارات السريعة ثورة في مجال الطب.. إن عدد خلايا الدم البيضاء هو عامل يطلبه الأطباء بشكل روتيني لتقييم المريض بحثًا عن العدوى المحتملة، والحصول على هذه المعلومات بسرعة يمكن أن يساعد في فرز المرضى في العيادات الخارجية».

أظهرت النتائج أن جهاز CytoTracker Leukometer دقيق بنسبة 97% على الأقل ويلبي المعايير السريرية.

وظيفة خلايا الدم البيضاء

تحمي خلايا الدم البيضاء، أو الكريات البيض، الجسم من العدوى.

خلايا الدم البيضاء هي عديمة اللون، وتشكل حوالي 1% من دم الإنسان وتتشكل في الغالب في نخاع العظام.

وهناك أنواع فرعية معينة من الكريات البيض لها وظائف مختلفة، على سبيل المثال، تقتل العدلات البكتيريا والفطريات والحطام الغريب.

يشير انخفاض عدد خلايا الدم البيضاء إلى أن الشخص عرضة للإصابة بالعدوى، ويشير ارتفاع عدد خلايا الدم البيضاء إلى وجود عدوى أو وجود حالة طبية كامنة.

استخدامات متعددة للجهاز

وقال جافانمار إنه يتصور استخدامات متعددة للجهاز.

وأضاف أن تعفن الدم لدى المريض الذي يدخل غرفة الطوارئ يمكن اكتشافه بسرعة أكبر على الجهاز مقارنة بالطرق الحالية التي تتطلب سحب الدم واختبار معملي.

وأشار إلى أنه يمكن لأطباء السرطان أن يحددوا بسرعة ما إذا كان المرضى الذين يخضعون للعلاج الكيميائي يحتاجون إلى منشط لخلايا الدم البيضاء.

وقد يسهل الجهاز أيضًا على مرضى الطب النفسي الاستمرار في تناول أدويتهم.

المرضى الذين يتناولون كلوزابين، وهو علاج شائع لاضطرابات مثل الفصام، غالبًا ما يعانون من قلة العدلات، أو انخفاض مستويات العدلات.

يُطلب من هؤلاء المرضى الخضوع لاختبارات منتظمة لمستويات العدلات قبل أن يتمكنوا من الحصول على وصفة طبية.

وقال جافانمار إن هذا غالبًا ما يمنع المرضى من الحصول على العلاج الذي هم في أمس الحاجة إليه.

في مختبره في روتجرز، سعى جافانمار وطلابه إلى تحسين قدرات تقنية القياس الخلوي الإلكترونية المصغرة التي تكتشف الجسيمات المجهرية عن طريق توجيهها عبر قنوات دقيقة تحتوي على أقطاب كهربائية. تشبه هذه العملية فحص الأشخاص أثناء تحركهم بشكل فردي عبر بوابة أمن المطار؛ ومع ذلك، فإنه يستخدم الإشارات الكهربائية بدلًا من التصوير بالفيديو.

وفي أحد التطورات الأخيرة، قال جافانمار إنه وأعضاء المختبر استخدموا تقنية تدفق الخلايا لتطوير اختبار حساس للغاية يمكن أن يحدث ثورة في الأساليب الطبية للأوبئة في يوم من الأيام.

ركزت RizLab Health على مزيد من التطوير المتقدم وتصنيع القياس الخلوي الإلكتروني بهدف الحصول على موافقة الجهات التنظيمية وتسويقها في نهاية المطاف.

وقال جافانمار: «لقد شرعنا في حل أحد أهم أهداف الطب، وهو تحليل كمية صغيرة من دم المريض بطريقة تعطي التوجيه للأطباء وتحسين النتائج السريرية، ونعتقد أن هذا سيكون له تأثير كبير في الأمراض المعدية والأورام والطب النفسي».

وأضاف جافانمار: «لقد قام آخرون بمحاولات فاشلة لمعالجة هذه الكأس المقدسة من خلال تحديد العشرات أو حتى المئات من المكونات البيوكيميائية بقطرة دم واحدة، مثل هذه المحاولات صعبة للغاية في الأساس، ونتيجة لذلك، وجدنا أنها أكثر صعوبة بكثير».

وقال جافانمار إن الجهاز يجب أن يحصل على موافقة إدارة الغذاء والدواء قبل أن يتم تسويقه تجاريا واستخدامه في التطبيقات السريرية، وهو حاليًا للاستخدام البحثي فقط.