طريقة مبتكرة لتشخيص الملاريا لدى الأشخاص الذين لا تظهر عليهم أعراض المرض

قال باحثون إن أجهزة مصنوعة من شرائح ورقية تفوقت على طريقتين اختبار أخريين في الكشف عن الإصابة بالملاريا لدى الأشخاص الذين لا تظهر عليهم أعراض المرض.

يعتبر هذا بمثابة تقدم تشخيصي يمكن أن يسرع الجهود للقضاء على المرض.

على الرغم من بساطتها الخادعة في المظهر، تسهل هذه الأجهزة التفاعلات الكيميائية بين قطرة دم وجزيئات مدمجة في طبقات من الورق وتعتمد على أجهزة متطورة، ولكن محمولة، لتشخيص المرض: قياس مطياف الكتلة للمنتج النهائي - في الحالات الإيجابية، مستضد محدد للملاريا يحفز الجهاز المناعي.

وقال الباحثون: "عادةً ما نأخذ العينة إلى المختبر، ولكننا الآن نأخذ المختبر إلى العينة - سنأخذها إلى أفريقيا، إحدى أكثر المناطق النائية في العالم، ونجري التحليل هناك".

كان السؤال المطروح: هل يمكننا امتلاك أداة حساسة يمكن توصيلها للناس أينما كانوا؟ أظهر التحليل الإحصائي أن طريقتنا دقيقة بنسبة 90%، تُضاهي دقة اختبار تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR).

نُشر البحث مؤخرًا في مجلة الكيمياء التحليلية .

الملاريا

تُسبب الملاريا لدغات البعوض التي تنقل طفيليات معدية.

وتشير تقديرات منظمة الصحة العالمية إلى أنه في عام 2022، أُصيب 249 مليون شخص بالملاريا عالميًا، وتوفي حوالي 608 آلاف شخص بسبب المرض.

كان بادو تاوياه أول من أبلغ عن هذا الاختراع في عام 2016، حيث وصف جهازًا للاختبار في المنزل أو في مكان بعيد باستخدام هياكل خفيفة الوزن يمكنها الحفاظ على استقرار العينات البيولوجية لعدة أشهر في كل مرة.

ورغم أن التكنولوجيا يجري تطويرها بالفعل للكشف عن أمراض أخرى، فإن الملاريا كانت تشكل الشاغل الرئيسي لبادو تاوياه ــ وخاصة أن زيادة تناول اللقاح تؤدي إلى انخفاض المناعة الطبيعية بين السكان، مما يخلق الحاجة إلى مراقبة واسعة النطاق للعدوى المحتملة في بلدان جنوب الصحراء الكبرى في أفريقيا.

منذ عام 2016، ابتكر مختبر بادو-تاويا عملية أتمتة ثلاثية الأبعاد لتخزين الأجسام المضادة والأيونات في الجهاز، وأضاف جزيئًا متعدد الأطراف لتضخيم إشارة المركب للكشف باستخدام مطياف الكتلة، إلا أن عملية تصنيع الجهاز لا تزال يدوية.

تُطبع طبقات الجهاز - المغلفة بأجزاء شمعية تمنع تسرب الدم - بشكل فردي، ثم تُضغط معًا بشريط لاصق مزدوج الجوانب.

تتسع هذه الطبقات، التي يبلغ حجمها 8 × 12 بوصة، لـ25 جهازًا.

بمجرد تطبيقه، يُفصل الدم إلى أربع حجرات - اثنتان تعملان كعينة ضابطة موجبة وأخرى سالبة - ويُحفز تفاعلات كيميائية أثناء مروره عبر الطبقات.

صمم الكيميائيون مسابير أيونية لوضع علامات على الأجسام المضادة التي تستخرج المستضد من الدم وتضعه بشكل دائم على الورق في غضون عشر دقائق تقريبًا.

بعد غسله بمحلول منظم، تُنزع الشرائط وتُمرر أمام مطياف كتلة محمول باليد.

يقيس جهاز قياس الطيف كتلة المركب المطلوب، ويخبرنا الوزن الجزيئي بوجود كتلة محددة في الدم، وهذا يعني وجود مستضد الملاريا، أما إذا لم يكن موجودًا، فالإجابة هي لا، كما قالت بادو-تاوياه.

تتوفر النتائج في غضون 30 دقيقة تقريبًا، ولكن يُمكن أيضًا تخزين الأجهزة المُستعملة لأجل غير مُسمى دون تبريد لتحليلها لاحقًا.

على مدى خمسة أسابيع في عام 2022 في غانا، اختبر بادو تاوياه فعالية الجهاز لدى 266 متطوعًا بدون أعراض وقارن نتائجه بثلاث طرق اختبار شائعة أخرى مستخدمة حاليًا لتشخيص الملاريا: الفحص المجهري لخلايا الدم، واختبارات التشخيص السريع المتاحة تجاريًا، وتفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR).

وأشارت بادو تاوياه إلى أن العامل الرئيسي في اختبار الأشخاص الذين لا تظهر عليهم أعراض هو أنه إذا كانوا مصابين، فمن المرجح أن تكون كثافة الطفيليات في دمائهم منخفضة - مما يعني أن هناك حاجة إلى اختبار حساس للغاية للكشف عن وجودها.

أظهرت المقارنة أن الفحص المجهري، وهو المعيار الذهبي في المستشفيات الأفريقية، كان الأقل دقة في النتائج، إذ لم يُشر إلا إلى 24 حالة إيجابية، بينما كشفت الاختبارات التشخيصية السريعة عن 63 إصابة، أما اختبار تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)، فقد كشف عن 142 حالة إيجابية، بينما كشفت الأجهزة الورقية عن 184 حالة إيجابية.

وأظهر حساب حساسية كل طريقة - عدد الإيجابيات الحقيقية مقسومًا على الإيجابيات الحقيقية بالإضافة إلى السلبيات الكاذبة - أن الأجهزة الورقية وصلت إلى حساسية 96.5%، مقارنة بـ 17% للفحص المجهري و43% للاختبارات التشخيصية السريعة.

أظهرت 47 عينة من أصل 266 نتيجة إيجابية خاطئة، وتم تأكيد جميعها بالفحص المجهري أنها سلبية، كما شخّص فحص تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)، الذي يُعتبر الاختبار الأكثر دقة، هؤلاء الأشخاص بنتائج سلبية.

وقال الباحثون إن النتائج الإيجابية الخاطئة ربما تكون ناجمة عن اختلاف لزوجة عينات الدم، مما يؤدي إلى إعادة توزيع قنوات الدم خلال مرحلة الغسيل، وقد عدّل الفريق الجهاز لمراعاة هذا الاحتمال.