اختبار جديد بالهواتف يكشف عن فيروس "كورونا" في خلال 30 دقيقة

يعمل فريق من العلماء حاليًا على تطوير نوع جديد من اختبارات الكشف عن الفيروسات، يستخدم كاميرا الهواتف الذكية، وتطبيق مصمم بطريقة الشبكات العصبية اللولبية أو "التلافيف"، للقيام بالفحص الجيني والحمض النووي، لعينات من اللعاب أو مسحات من الحلق، وذلك للكشف عن فيروس "كورونا" بالجسم، وإظهار النتيجة خلال 30 دقيقة، بكلفة بسيطة، بدلًا من تحليلات "بي سي آر" الحالية، التي تستغرق وقتًا أطول لإظهار النتيجة.

وكشفت مجلة "نيتشر" العلمية المتخصصة، عن تفاصيل المشروع البحثي الجديد في تقرير مطول، نشرته، أخيرًا، على موقعها الرسمي، موضحة تصميم ومكونات النظام الذي يقوم به فريق من الباحثين في جامعة "سينسيناتي" الأميركية، برئاسة الأستاذ المساعد في قسم الهندسة الكيميائية والبيئية بالجامعة، الدكتور آشيش بريي.

وأشارت المجلة إلى أن النموذج الأولي من النظام الجديد ربما يظهر أوائل العام المقبل.

تضخيم الحمض
قال الدكتور بريي في تقديمه للاختبار الجديد، وفقًا لما ورد في تقرير "نيتشر"، إنه لم يبدأ العمل على النظام من الصفر، بل استند في ذلك إلى مبادئ التحليلات الجينية للحمض النووي للفيروسات، التي ظهرت للمرة الأولى في عام 1985 على يد العالم الشهير كاري موليس، مخترع تقنية التحليل الجيني المعروفة باسم "بي سي آر"، الذي فاز عنها بجائزة "نوبل".

وبيّن بريي أن التحليلات تستند إلى تفاعل كيميائي متحكم فيه، حيث يتم وضع عينة من الحمض النووي، أو الحمض النووي الريبي في حالة الفيروس، في أنبوب من البوليمرات، جنبًا إلى جنب مع بعض الخيوط القصيرة من الحمض النووي، المعروفة باسم البادئات، وإنزيم معروف في حالة البلمرة، ثم يتم تسخين الخليط بشكل متكرر، فيتضاعف حجم الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي مرات عدة، ويحدث له نوع من "التضخيم"، ثم يتم بعد ذلك اختيار تسلسلات وراثية محددة من الحمض تقود في النهاية للتعرف إلى الفيروس بصورة فائقة الدقة.

اختبار رخيص
وأضاف بريي أنه على الرغم من دقة نتائج الـ"بي سي آر"، فإنها تحتاج معدات وأجهزة خاصة، لا يتاح نشرها على نطاق واسع، وتتم بكلفة مرتفعة نوعًا ما، كما أنها تستغرق وقتًا يصل إلى ساعات عدة حتى ظهور النتيجة، فضلًا عما يضيع من وقت في توصيل العينات لمقار المعامل والمختبرات.

وتابع بريي أنه لتلك الأسباب يعمل وفريقه على التوصل إلى اختبار جديد، يتمتع بالدقة نفسها في الفحص، ويكون في متناول الجميع، وبكلفة بسيطة، علاوة على أنه يظهر النتائج في دقائق معدودة بدلًا من ساعات.

مكونات النظام
وقدم بريي كثيرًا من التفاصيل التقنية العميقة حول نظامه الجديد، موضحًا أنه نظام يتكون من لوحة معدنية رقيقة للغاية، وأنابيب بلاستيك، ثم بعد ذلك يستخدم مكونات الهاتف الذكي المحمول، من كاميرا، وصمام ضوئي ثنائي "إل إي دي" لتوليد الضوء، ومن ثم تطبيق يعمل بالشبكات العصبية، المستخدمة في نظم "الرؤية بالحاسب" استنادًا إلى أدوات الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة، التي تتيح تدريب النظام على معرفة وتحديد الحمض النووي أو الريبي للفيروس، من خلال تسليط الضوء المنبعث من الهاتف المحمول، على العينة الموضوعة في الأنبوب الموضوع على الشريحة المعدنية الخاصة، وبعدها تحويل الضوء إلى حرارة، لتسخين الحمض النووي، ليتضخم حجمه، كما هي الحال في نظام "بي سي آر"، ثم التقاط الصور المضخمة بالكاميرا، الموجودة بالهاتف، وإرسال الصور المضخمة إلى التطبيق، لتقوم الشبكات العصبية بالتعرف عليها، عبر سلسلة طويلة ومعقدة من عمليات المضاهاة والتعرف إلى الأنماط وخلافه، ثم إعطاء النتيجة.

تصميم خاص
وأفاد بريي بأنه حتى الآن قام الفريق بالتحقق من صحة هذا الافتراض النظري، وانتقل إلى مرحلة وضع التصميم الخاص بالنظام، تمهيدًا لبنائه، والوصول به الى مرحلة النموذج الأولي القابل للتشغيل.

نقلة كبرى
أفادت مجلة "نيتشر" بأن محاولة تطوير النوع الجديد من اختبارات الكشف عن الفيروسات، ستقود ـ حال نجاحها ـ إلى نقلة كبرى في مجال التحليلات الجينية الفيروسية عمومًا، وليس فقط الكشف عن فيروس "كورونا"، إذ إنها ستضع البشرية على أعتاب جيل جديد من أنظمة التحاليل الجينية الرخيصة، المتاحة على نطاق واسع، بكلفة بسيطة، وفي الوقت نفسه تحتفظ بدقة وموثوقية أنظمة "بي سي آر".

وأشارت المجلة، إلى أن لم تكن هذه المحاولة الأولى لهذا النوع من الاختبارات، بل سبق وعمل الكثير من العلماء حول العالم عليها، وحدث تطور كبير في هذا المجال، كان من بينه ظهور نظام الفحص المعروف باسم "لامب"، الذي قدم تبسيطًا كبيرًا في طريقة تصميم وبناء نظم التحليلات الجينية المستندة لمبادئ "بي سي آر".

وقــــــــد يهمك أيــــــــــضًا :

"كورونا" يحرم الهواتف الذكية من استقبال أي "إيموجيز" جديدة حتى 2022

صاعقات كوفيد-19 ربما تنتشر قريبا مثل الهواتف الذكية