أعلن باحثون في مجلة ACS Sensors عن تطوير مستشعر مصنوع من كريات مجهرية صغيرة، مليئة ببكتيريا حساسة للدم، تكشف عن علامات أمراض الجهاز الهضمي، والتى يمكن أن تغني عن إجراء منظار القولون في المستقبل. ووفقًا لموقع Medical Xpress، تحتوي هذه الحبوب المصغرة عند تناولها عن طريق الفم على جزيئات مغناطيسية تسهّل جمعها من البراز، وقد جرى اختبارها على فئران. وأوضح الباحثون أن هذا النظام يسمح باستعادة المستشعرات من البراز باستخدام مغناطيس بعد مرورها عبر الجهاز الهضمي. وتطرّقوا إلى إمكانية تعديل البكتيريا الموجودة في المستشعر للكشف عن أمراض معوية أخرى.
أهمية التقنية الجديدة
أشار الباحثون إلى أنه بمجرد إخراج الكريات الدقيقة من نماذج فئران مصابة بالتهاب القولون، يكتشف المستشعر البكتيري نزيفًا معويًا خلال دقائق. كما أشاروا إلى أن البكتيريا الموجودة في المستشعر يمكن تعديلها للكشف عن أمراض معوية أخرى. وتوفر هذه التقنية نموذجًا جديدًا للكشف السريع وغير الجراحي عن أمراض الجهاز الهضمي.
الفروق عن التنظير القائم
يُشير الباحثون إلى أن الاختلاف الأساسي هو أن التنظير القائم يعتمد على إجراء داخلي باستخدام منظار مزود بكاميرا يمر عبر الأمعاء، بينما تعتمد التقنية الجديدة على بكتيريا كاشفة محاطة بجسيمات مغناطيسية. وتؤكد النتائج أن هذه الطريقة قد تكون أكثر لطفًا وقابلية للتحكم وتوفر إمكانية التقييم خارج الجسم. كما يتوقع أن تكون قادرة على الكشف عن علامات نزف معوي إضافة إلى إمكانية تعديلها لرصد أمراض أخرى.
كيف يعمل المستشعر البكتيري الجديد
كان سابقًا طور الباحثون بكتيريا حساسة للهيم تضيء عند وجود الدم، إلا أنها تتحلل في الجهاز الهضمي ويصعب جمعها. في الدراسة الحالية، قاموا بتغليف بكتيرياهم الكاشفة للهيم والجسيمات المغناطيسية داخل كريات من ألجينات الصوديوم، وهي مادة مكثّفة تُستخدم في الصناعات الغذائية. ينتج عن ذلك مستشعرات كروية دقيقة من هيدروجيل يمكن استخراجها من البراز بواسطة مغناطيس وتُتيح تفاعل الهيم مع المستشعر لإطلاق وميض.
اختبار المستشعر في النماذج الحيوانية
أعطى الفريق الكريات الدقيقة عن طريق الفم لنماذج فئران مصابة بالالتهاب القولوني، لتغطي مستويات المرض من خمول إلى مراحل متقدمة. بعد مرور الكريات الدقيقة عبر القناة الهضمية، استعاد الباحثون المستشعرات من البراز باستخدام مغناطيس ووجدوا أن تنظيف الكرة الدقيقة وتحليل الإشارة استغرق نحو 25 دقيقة. أظهرت التقييمات أن شدة الضوء الناتجة زادت مع تقدم المرض، ما يشير إلى وجود مزيد من الهيم. كما أشارت النتائج إلى أن الكريات الدقيقة آمنة حيويًا وتُظهر توافقًا أوليًا، لكنها لا تزال بحاجة إلى اختبارات في البشر.