صحتك كير صحة، علاج، وقاية
مقالات مشابهة
كان توفر الاختبارات السريعة التي يسهل الوصول إليها جزءا لا يتجزأ من التغلب على أسوأ موجات جائحة كوفيد-19، وسيكون ضروريا لمواكبة المتغيرات الناشئة. ومع ذلك، فإن هذه الاختبارات لها تكاليف مؤسفة.
اختبارات تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)، “المعيار الذهبي” للاختبارات التشخيصية، تعوقها النفايات. فهي تتطلب وقتًا كبيرًا (يمكن أن تستغرق النتائج ما يصل إلى يوم أو أكثر) بالإضافة إلى المعدات المتخصصة والعمالة، وكل ذلك يؤدي إلى زيادة التكاليف.
إن تعقيد اختبارات تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) يجعل تعديلها أكثر صعوبة، وبالتالي أبطأ في الاستجابة للمتغيرات الجديدة. كما أنها تحمل تأثيرات بيئية. على سبيل المثال، تستخدم معظم اختبارات أجهزة الاستشعار الحيوية التي تم تطويرها حتى الآن لوحات الدوائر المطبوعة، أو PCBs، وهي نفس المواد المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر. من الصعب إعادة تدوير مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور كما أنها بطيئة في التحلل البيولوجي، وذلك باستخدام كميات كبيرة من المعادن والبلاستيك والمواد غير الصديقة للبيئة.
بالإضافة إلى ذلك، تنتهي معظم اختبارات تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) في مدافن النفايات، مما يؤدي إلى نفايات المواد والتلوث الثانوي. قدر تحليل أجرته منظمة الصحة العالمية (WHO) أنه اعتبارًا من فبراير 2022، “أكثر من 140 مليون مجموعة اختبار، مع القدرة على توليد 2600 طن من النفايات غير المعدية (البلاستيك بشكل رئيسي) و731000 لتر من النفايات الكيميائية (أي ما يعادل تم شحن ثلث حوض السباحة الأولمبي).
من أجل تحقيق التوازن بين الحاجة إلى اختبارات سريعة وبأسعار معقولة ودقيقة مع معالجة هذه المخاوف البيئية، سيزار دي لا فوينتي، الأستاذ المساعد الرئاسي في الهندسة الحيوية والهندسة الكيميائية والجزيئية الحيوية في كلية الهندسة والعلوم التطبيقية، مع تعيينات أولية إضافية في الطب النفسي و حول علم الأحياء الدقيقة في كلية الطب في بيرلمان انتباهه إلى الحاجة الملحة لمواد الاختبار “الخضراء”.
يعمل مختبر دي لا فوينتي على طرق مبتكرة لإنشاء اختبارات أسرع وأرخص لفيروس كوفيد-19 منذ تفشي الوباء. ومن خلال الاستفادة من تركيز مختبره على بيولوجيا الآلة وعلاج الأمراض المعدية، قاموا بإنشاء اختبار RAPID، وهو اختبار يحمل اسمًا مناسبًا يولد النتائج في دقائق وبدرجة عالية من الدقة. تم إنشاء نسخة أكثر فعالية من حيث التكلفة، تسمى LEAD، باستخدام أقطاب كهربائية مصنوعة من الجرافيت. الاختبار الثالث، المسمى COLOR، كان عبارة عن اختبار تشخيصي بصري منخفض التكلفة مطبوع على مسحات القطن.
يتضمن أحدث ابتكارات الفريق سرعة الاختبارات السابقة وفعاليتها من حيث التكلفة باستخدام مواد صديقة للبيئة. في ورقة نشرت في تقارير الخلية العلوم الفيزيائيةتقدم المجموعة اختبارًا جديدًا مصنوعًا من السليلوز البكتيري (BC)، وهو مركب عضوي تم تصنيعه من عدة سلالات من البكتيريا، كبديل لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
تعمل البكتيريا بشكل طبيعي بمثابة “مصنع” لإنتاج السليلوز، وهي مادة تشبه الورق والتي يمكن استخدامها كأساس لأجهزة الاستشعار الحيوية. يعتبر BC متعدد الاستخدامات إلى حد كبير، حيث تم استخدامه للعناية بالجروح والطب التجديدي وتشخيص نقاط الرعاية أو نقطة الرعاية. يعد اختبار نقطة الرعاية (POC) مهمًا بشكل خاص للوقاية من الأوبئة، لأنه يسمح بالتشخيص السريع والدقيق في موقع الاختبار دون الحاجة إلى معدات متخصصة باهظة الثمن أو إرسال العينات إلى المختبر.
إن اختبار BC الجديد هذا غير سام، وقابل للتحلل بشكل طبيعي وغير مكلف وقابل للتطوير للإنتاج الضخم، ويكلف حاليًا أقل من 4.00 دولارات لكل اختبار لإنتاجه. ولا تحتاج ألياف السليلوز إلى المواد الكيميائية المستخدمة في تصنيع الورق، كما أن الاختبار قابل للتحلل بالكامل تقريبًا. (الاستثناء هو كمية صغيرة من الفضة، والتي يمكن إزالتها وإعادة تدويرها بسهولة من قبل المتخصصين في الرعاية الصحية).
بالإضافة إلى هذه الفوائد الخضراء، أثبت الاختبار دقته العالية في التجارب السريرية، حيث حدد بشكل صحيح متغيرات متعددة في أقل من عشر دقائق. وهذا يعني أن الاختبارات لن تتطلب “إعادة المعايرة” لاختبار المتغيرات الجديدة بدقة.
بالنسبة إلى دي لا فوينتي، يعد اختبار كوفيد الجديد خطوة واحدة في حركة أوسع نحو “الابتكار المسؤول”.
ويقول: “هناك توتر بين هذين العالمين، الابتكار والحفظ”. “عندما نبتكر تقنية جديدة، تقع على عاتقنا مسؤولية التفكير في العواقب على الكوكب وإيجاد طرق للتخفيف من الأثر البيئي.”
بالإضافة إلى المساهمات التي يمكن أن يقدمها هذا الاختبار في المعركة المستمرة ضد كوفيد-19، تتمثل طموحات دي لا فوينتي العليا في إيجاد بدائل خضراء للاختبارات التشخيصية على نطاق واسع.
ويقول: “هناك حاجة إلى اختبارات تشخيصية قابلة للتحلل الحيوي”. “سنواصل تحسين هذه التكنولوجيا، والتي نأمل أن تساعد العديد من الأشخاص في المستقبل، بينما نتطلع أيضًا إلى توسيعها لتشمل مسببات الأمراض الناشئة الأخرى تحسبًا للأوبئة المستقبلية.”
