سيحصل مهندس الطب الحيوي في جامعة فرجينيا الغربية على 1.2 مليون دولار لتحسين الكشف المبكر عن العدوى التي تنتقل عن طريق القراد

سيحصل مهندس الطب الحيوي في جامعة فرجينيا الغربية على 1.2 مليون دولار لتحسين الكشف المبكر عن العدوى التي تنتقل عن طريق القراد

يعمل فريق بقيادة مهندس الطب الحيوي بجامعة وست فرجينيا على إعادة التفكير وإعادة التفكير في الطريقة التي يشخص بها المتخصصون الطبيون العدوى التي تنتقل عن طريق القراد مثل مرض لايم.

تعمل سمية سريفاستافا، الأستاذة المساعدة في كلية بنيامين إم ستاتلر للهندسة والموارد المعدنية، على تطوير أداة تكتشف الأمراض التي ينقلها القراد بسرعة أكبر باستخدام عينة دم على شريحة واحدة. يهدف نموذج سريفاستافا إلى اكتشاف المرض في غضون أسبوع إلى أسبوعين من ظهور العدوى، في حين تعتمد الأساليب الحالية على استبيان قائم على الأعراض - والذي قد يسأل ما إذا كان الشخص يعاني من الحمى أو الطفح الجلدي - والاختبارات التي لا يمكن الاعتماد عليها إلا بعد عدة أسابيع على الأقل من الإصابة.

حصل مشروع سريفاستافا مؤخرًا على 1.2 مليون دولار كمبادرة مشتركة بين المؤسسة الوطنية للعلوم والمعاهد الوطنية للصحة.

يمكن أن تنتقل مسببات الأمراض التي تنتقل عن طريق القراد إلى البشر من خلال لدغة القراد المصابة. يمكن لهذه القراد أن تنقل البكتيريا أو الفيروسات أو الطفيليات. ومن الممكن أن تنتج جهود سريفاستافا أداة تشتد الحاجة إليها في مكافحة الأمراض التي ينقلها القراد، والتي ارتفعت في السنوات الأخيرة. يوجد الآن حوالي 30 ألف حالة إصابة بمرض لايم سنويًا في الولايات المتحدة، مقارنة بـ 22000 حالة في عام 2010، وفقًا لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها.

يمكن أن تسبب الأمراض التي ينقلها القراد أمراضًا ووفيات خطيرة، وقد زادت بشكل ملحوظ في الولايات المتحدة على مدار 15 إلى 20 عامًا الماضية. وسيقوم هذا المشروع بإنشاء أداة تشخيصية سريعة وحساسة وخالية من الملصقات لتحسين الكشف المبكر والعدوى المصاحبة لها للحد من المضاعفات والوفيات الناجمة عن الأمراض غير المشخصة والمتأخرة التشخيص.

سمية سريفاستافا، أستاذ مساعد، كلية بنيامين م. ستاتلر للهندسة والموارد المعدنية

ستشمل أبحاث سريفاستافا الاستخدام متعدد التخصصات للموائع الدقيقة وأجهزة الاستشعار والتعلم الآلي. ستمكن هذه العوامل من تحسين تشخيص حالات العدوى التي تنتقل عن طريق القراد عبر أداة غير جراحية وبأسعار معقولة وسريعة وسهلة الاستخدام.

وبعد أخذ عينة دم من المريض، يقوم الجهاز بتحليل الخلايا. وأوضح سريفاستافا أن جميع الخلايا لديها مجموعة من الخصائص العازلة، مثل السماحية والتوصيل، والتي ينفرد بها غشاء الخلية وسيتوبلازم الخلية. وتعتمد هذه الخصائص بشكل كبير على حالة الخلية، مثل ما إذا كانت طبيعية أم غير طبيعية.

تعتمد الخصائص الفريدة على شكل الخلية وحجمها؛ إذا كان الغشاء خشنًا أو أملسًا أو به تسريب؛ وماذا يحدث داخل الخلية.

وقالت: "في الأساس، نحن نقيس هذه الخصائص على شريحة الموائع الدقيقة الخاصة بنا، وستساعدنا الإشارة الكهربائية القادمة من المستشعر في تحديد ما إذا كانت هناك عدوى أم لا. تُعرف هذه التقنية باسم الرحلان الكهربائي".

وبمجرد دخول بضع قطرات من الدم إلى الجهاز، يتم فرزها بواسطة مجال كهربائي حسب حالة الخلايا وحجمها وشكلها. وقال سريفاستافا إن الخلايا التي تم فرزها سيكون لها قيمة أساسية للسعة سيعرضها المستشعر، وهذا سيسمح لنا باستنتاج نوع العدوى.

"سيتم استخدام التعلم الآلي لجعل هذه الأداة قوية وحساسة، وتكتشف إصابات متعددة في غضون دقائق."

وما يجعل المشروع أكثر تميزًا هو قدرته على اكتشاف حالات العدوى المتعددة التي تنتقل عن طريق القراد في وقت واحد وفي الوقت المناسب.

وقال سريفاستافا: "بالإضافة إلى ذلك، ستقوم منصتنا بالكشف بشكل غير جراحي عن داء الأنابلازما، وداء البابيزيا، ومرض لايم في مرحلة مبكرة، مقارنة بالتقنيات الأخرى المتاحة التي تختبر بعد أربعة إلى ستة أسابيع من تطور العدوى". "معظم الاختبارات المتاحة حاليًا تعتمد على الأعراض وتظهر الأعراض بعد أربعة إلى ستة أسابيع من لدغة القراد. ويمكن لمنصتنا اكتشاف هذه الأمراض مبكرًا باستخدام أداة تشخيصية محمولة في غضون أسبوع إلى أسبوعين وفي أقل من 30 دقيقة. وإذا نجحت، فهذا". يمكن أن تكون الأداة مفيدة لمجموعة متنوعة من التطبيقات الصحية بخلاف الأمراض التي تنتقل عن طريق القراد.

"إن الاكتشاف السريع يمكن أن يقلل من خطر دخول المستشفى وزيارة الطبيب ويمنع المرض من التطور إلى حالة مزمنة مدى الحياة."

مصدر:

جامعة وست فرجينيا

.