وداعا للعمليات الجراحية وأهلا بهذه المادة لتشخيص الأورام

اكتشاف علمي غير مسبوق سُيغير من قواعد اللعبة في العالم، وسيمكن الأطباء والجراحين لتشخيص الأورام العميقة الجذور ببساطة عن طريق فحص أنسجة الشخص دون الحاجة إلى إجراء عملية جراحية، أو أخذ عينة من الورم لتحليله، ليس ذلك فحسب بل سيساهم في العديد من المجالات الأخرى.

كل هذه الفوائد تتحدث عنها مجلة “ويب ميد” الطبية وأكثر، عن طريق الكشف عن هذا السبق العلمي غير المسبوق، والذي سيقلب كل الموازين الطبية حول العالم، وذلك عن طريق مادة ملونة توضع على رقائق البطاطس “الشيبسي”!.

قال جوسونج هونج، أستاذ مساعد في علوم وهندسة المواد في جامعة ستانفورد وكبير مؤلفي الورقة البحثية: “جعل تطبيق المادة الملونة الموضوعة على العديد من المنتجات، على فئران المختبر، جلدها شفافًا بشكل مؤقت، ما سمح لباحثي جامعة ستانفورد بمراقبة الجهاز الهضمي والألياف العضلية والأوعية الدموية للقوارض، وفقًا لدراسة نشرت الأسبوع الماضي في مجلة Science.

وأضاف: “إنها نتيجة مذهلة، إذا أمكن تطبيق نفس التقنية على البشر، فيمكن أن تقدم مجموعة متنوعة من الفوائد في علم الأحياء، والتشخيص، وحتى مستحضرات التجميل. عن طريق تطبيق مادة ممتصة للضوء تجعل الجلد يبدو شفافًا عن طريق تقليل التشتت الفوضوي للضوء عندما يصل للبروتينات والدهون والماء في الأنسجة.

مادة سحرية

تُسمى هذه المادة التارترازين، وهي مادة مضافة ملونة صناعية معتمدة من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) للاستخدام في الأطعمة ومستحضرات التجميل والأدوية. تم فرك التارترازين على الفئران الحية (بعد إزالة مناطق الفراء باستخدام كريم مزيل الشعر، حول الجلد على بطونها وأرجلها الخلفية ورؤوسها وجعلها شفافة في غضون 5 دقائق.

وبالعين المجردة، شاهد الباحثون أمعاء الفأر والمثانة والكبد. وباستخدام المجهر، كما لاحظوا ألياف العضلات ورأوا الأوعية الدموية في دماغ الفأر الحي، كل ذلك دون شق فتحات في الجسم أو استخدام المشرط الجراحي، ثم تلاشت الشفافية بسرعة بعد غسل مادة الصبغة.

وقال هونغ إنه في يوم من الأيام، يمكن استخدام هذا المفهوم في عيادات الأطباء والمستشفيات، وبدلا من الاعتماد على الخزعات الغازية، يستطيع الأطباء تشخيص الأورام العميقة الجذور ببساطة عن طريق فحص أنسجة الشخص، دون الحاجة إلى إزالة عملية جراحية”.

وأضاف: “قد تجعل هذه التقنية عملية سحب الدم أقل إيلامًا، وذلك بمساعدة أخصائيي سحب الدم على تحديد موقع الأوردة تحت الجلد بسهولة. كما يمكن أن تعزز إجراءات أخرى، مثل إزالة الوشم بالليزر عن طريق استهداف أكثر دقة للصبغة الموجودة تحت الجلد.”

من تزيين الكيك إلى الأبحاث الرائدة

توجد هذه المادة أو صبغة الطعام الصفراء 5 في كل شيء بدءًا من الحبوب والصودا والتوابل وكريمة تزيين الكيك وحتى أحمر الشفاه، إضافة إلى غسول الفم والشامبو والمكملات الغذائية وطلاء المنازل. على الرغم من وجودها في بعض الأدوية الموضعية، إلا أن هناك حاجة إلى المزيد من الأبحاث قبل أن يتم استخدامه في التشخيص البشري، كما قال كريستوفر جيه رولاندز، محاضر كبير في قسم الهندسة الحيوية في إمبريال كوليدج لندن، حيث يدرس أدوات التصوير الحيوي، وطرق تصوير الهياكل داخل الجسم بشكل أسرع وأكثر وضوحًا.

لكن هذه النتيجة قد تكون مفيدة في البحث. في تعليق نُشر في مجلة Science، لاحظ رولاندز وزميله جون جوريكي، الحاصل على درجة الدكتوراه، وهو عالم فيزياء بصرية تجريبية أيضًا في إمبريال كوليدج لندن، أن الصبغة يمكن أن تكون بديلاً لعوامل التطهير البصري الأخرى المستخدمة حاليًا في الدراسات المعملية.

مثل الجلسرين والفركتوز، أو حمض الخليك. المزايا في هذه المادة هي أن التأثير قابل للانعكاس ويعمل بتركيزات أقل مع آثار جانبية أقل. ما يشمل أنواع الدراسات الممكنة على حيوانات المختبر، لذلك لا يضطر الباحثون إلى الاعتماد على كائنات شفافة بشكل طبيعي مثل الديدان الخيطية وسمك الزرد. 

يمكن أيضًا إقران الصبغة بتقنيات التصوير مثل التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) أو المجهر الإلكتروني. 

وقال رولاندز: “إن تقنيات التصوير لها إيجابيات وسلبيات”. “يمكن للتصوير بالرنين المغناطيسي أن يرى الجسم بوضوح، وإن كان بدقة وتباين محدودين. حيث يتمتع المجهر الإلكتروني بدقة ممتازة ولكن توافقه محدود مع الأنسجة الحية وعمق الاختراق. ويتمتع المجهر الضوئي بدقة دون خلوية، والقدرة على تسمية الأشياء، وتوافق حيوي ممتاز ولكن أقل من واحد ملليمتر من عمق الاختراق، ستعطي طريقة التطهير بهذه المادة دفعة كبيرة للتصوير البصري للطب وعلم الأحياء.”

وقد يؤدي هذا الاكتشاف إلى تحسين العمق الذي تحققه معدات التصوير بعشرة أضعاف، وفقًا للتعليق على الاكتشاف. وتفيد أبحاث الدماغ بشكل خاص، وعلم الأحياء العصبية على وجه الخصوص.

نظر علماء جامعة ستانفورد إلى الماضي بحثًا عن الإلهام وليس الخيال، لقد تحولوا إلى مفهوم تم وصفه لأول مرة في عشرينيات القرن الماضي لما يسمى علاقات كرامرز-كرونيج، وهو مبدأ رياضي يمكن تطبيقه على العلاقة بين طريقة انكسار الضوء وامتصاصه في المواد المختلفة. 

ووجدوا أن المركبات الممتصة للضوء يمكن أن تعادل الاختلافات بين خصائص تشتت الضوء للبروتينات والدهون والماء التي تجعل الجلد معتمًا. وبدأ البحث على هذا الأساس. حيث بدأ المؤلف الأول للدراسة زيهاو أو، باختبار الأصباغ القوية وجاءت النتائج في صالح مادة التارترازين. 

وقال هوونج: “لقد وجدنا أن جزيئات الصبغة أكثر كفاءة في رفع معامل انكسار الماء، مما يؤدي إلى الشفافية عند تركيز أقل بكثير، تكشف الفيزياء الأساسية أن عوامل مطابقة RI التقليدية مثل الفركتوز ليست فعالة لأنها ليست” ملونة “بما فيه الكفاية.”

الخطوة التالية

على الرغم من أن الصبغة موجودة بالفعل في المنتجات التي يستهلكها الناس ويطبقونها على بشرتهم، إلا أن استخدامها الطبي لا يزال بعيد المنال، ويرجع السبب إلى أن مادة التارترازين تؤدي إلى حدوث تفاعلات جلدية أو تنفسية عند بعض الأشخاص المصابين بالحساسية من هذه المادة.

قامت مؤسسة العلوم الوطنية، التي ساعدت في تمويل البحث، بنشر نشاط منزلي أو فصل دراسي يتعلق بالعمل على موقعها الإلكتروني. وهي تنطوي على طلاء محلول التارترازين على شريحة رقيقة من صدور الدجاج النيئة، مما يجعلها شفافة. ويجب إجراء التجربة أثناء ارتداء قناع وحماية للعين، وارتداء معطف المختبر، والقفازات النيتريل ذات جودة معملية للحماية، وفقًا للمؤسسة.

وفي الوقت نفسه، قال هوونغ إن مختبره يبحث عن مركبات جديدة من شأنها تحسين الرؤية من خلال الجلد الشفاف، وإزالة اللون الأحمر الذي شوهد في التجارب الحالية. وهم يبحثون عن طرق لحث الخلايا على صنع مركبات “شفافة” خاصة بها.