منصة جديدة تساعد في تسريع تشخيص السرطان

وفقًا لمنظمة الصحة العالمية، تسبب السرطان في وفاة ما يقرب من 10 ملايين شخص في عام 2020، أي ما يقرب من حالة وفاة واحدة من كل 6 حالات وفاة على مستوى العالم.

ولأن اكتشاف النمو الخلوي غير الطبيعي للمرض يحدث غالبًا في وقت متأخر جدًا، فإن تشخيص السرطان في الوقت المناسب يظل أحد الأهداف الطبية الأكثر إلحاحًا وصعوبة بالنسبة للبشرية.

الكشف عن خلايا السرطان

ركزت الأبحاث الحديثة على الكشف عن الخلايا السرطانية المنتشرة النادرة (CTCs) في الدم المحيطي، والتي تعمل كعلامات غير جراحية يمكن أن تساعد في تشخيص المرض.

من الصعب بطبيعته فصل الخلايا المستهدفة القابلة للتحكم لفحصها.

تتطلب الطرق التقليدية عادةً تحضيرًا متقنًا للعينات ومعدات ضخمة وحجمًا كبيرًا من العينات - وحتى في هذه الحالة، ليس من السهل فصل الخلايا المعنية بكفاءة.

في مجلة فيزياء الموائع، يقترح باحثان من جامعة كيه إن توسي للتكنولوجيا في طهران بإيران نظامًا جديدًا يستخدم الموجات الصوتية السطحية الثابتة لفصل الخلايا الدائرية الدائرية عن خلايا الدم الحمراء بدقة وكفاءة غير مسبوقة.

تدمج المنصة التي طورها أفشين كوهكورد وناصر ناصريفار النمذجة الحسابية المتقدمة والتحليل التجريبي وخوارزميات الذكاء الاصطناعي لتحليل الظواهر الصوتية السائلة المعقدة.

وقال ناصريفار: "لقد قمنا بدمج خوارزميات التعلم الآلي مع النمذجة القائمة على البيانات والبيانات الحسابية لضبط النظام لتحقيق معدلات استرداد مثالية ومعدلات فصل الخلايا".

وأضاف: "يحقق نظامنا نسبة استرداد 100% في ظل ظروف مثالية، مع انخفاض كبير في استهلاك الطاقة من خلال التحكم الدقيق في الضغوط الصوتية ومعدلات التدفق".

مع ظهور طرق مختلفة لتخصيب الجسيمات من خلال الموائع الدقيقة، فإن تلك التي تستخدم الموائع الصوتية واعدة بشكل خاص لأنها متوافقة حيويًا، وتولد أحجام قوة عالية في نطاقات ضغط ميجا باسكال، وتنتج أطوال موجية على نطاق الخلية.

وباستخدام طريقتهم الخاصة، استخدم الباحثون استخدامًا مبتكرًا لحقول صوتية ذات ضغط مزدوج، مما يضاعف التأثير على الخلايا المستهدفة، ووضعوها بشكل استراتيجي في مواضع هندسة القناة الحرجة على ركيزة نيوبات الليثيوم.

من خلال الضغط الصوتي المطبق داخل القناة الدقيقة، يوفر تصميم النظام إنشاء مجموعات بيانات موثوقة توضح أوقات تفاعل الخلايا وأنماط المسار، مما يساعد في التنبؤ بهجرة الخلايا السرطانية.

وقال كوهكورد: "لقد أنتجنا منصة متقدمة للمختبر على الشريحة تمكن من فصل الخلايا في الوقت الفعلي بطريقة فعالة من حيث الطاقة ودقيقة للغاية".

وأضاف: "تتعهد هذه التقنية بتحسين كفاءة فصل الخلايا السرطانية الدائرية وفتح إمكانيات جديدة لتشخيص السرطان في وقت مبكر وبصورة أكثر فعالية، كما تمهد الطريق للهندسة الدقيقة والذكاء الاصطناعي التطبيقي في الطب الشخصي وتشخيص السرطان".