أول جهاز إنذار لمراقبة صحة الأعضاء المزروعة!

نجح علماء من جامعة نورث وسترن في ابتكار جهاز، تم اختباره على الفئران، يمكنه اكتشاف العلامات التحذيرية لرفض الجسم للكلى، التي زرعتها، مبكرًا بمدة تصل إلى ثلاثة أسابيع قبل طرق المراقبة الحالية.

أهمية المراقبة الصحية المستمرة

يتمثل الجهاز المبتكر في مستشعر صغير الحجم يجعل طرف الإصبع يبدو كبيرًا، والذي يتوقع أن يكون لديه القدرة على تغيير قواعد اللعبة في الكشف عن علامات الرفض في عمليات زرع الكلى. وفي حين أن الجسم يمكن أن يرفض عضوًا حتى بعد سنوات من عملية الزرع، فإن توفير أكبر قدر ممكن من الوقت للمريض والأطباء للتدخل يمكن أن يشكل الفرق بين استعادة التوازن وبدء عملية الزرع الطويلة والشاقة مرة أخرى، إذا كان هذا الخيار متاحًا. وبينما يستمر السباق للعثور على مصدر أفضل للكلى المتبرع بها، إلا أنها عملية بطيئة، حيث تتراوح قوائم الانتظار للحصول على كلية جديدة من ثلاث إلى خمس سنوات على الأقل. لذا، فمن الطبيعي أن القدرة على مراقبة صحة الكلية الجديدة الثمينة باستمرار ستغير حياة المرضى.

التنبيه المبكر لاسلكيًا

تم تصميم جهاز المراقبة الجديد، أو المستشعر الصغير، الذي تبلغ أبعاده 0.3 سم × 0.7 سم وسمكه 220 ميكرون، ليوضع على الكلية، أسفل طبقة الكبسولة الكلوية الليفية التي تحيط بالكلية وتحميها. يكتشف الجهاز الجديد تغيرات درجة الحرارة المرتبطة بالالتهاب والعلامات الأخرى الشائعة في الرفض المبكر. إذا تم اكتشاف تغيير، وتم إرسال التنبيه لاسلكيًا إلى أحد المرضى، نظرًا لأن الرفض غالبًا ما يبدأ بصمت، فربما يساعد هذا الجهاز في تنبيه المريض إلى التغييرات الحاسمة التي تحدث في حالة عدم وجود أعراض منبهة. ونتيجة لذلك، يمكن أن يوفر راحة البال لأولئك الذين تعتمد حياتهم على نجاح عملية الزرع.

وقال دكتور لورينزو غالون، قائد الدراسة السريرية، وهو طبيب أمراض الكلى في جامعة نورث وسترن: "لقد لاحظت أن العديد من مرضاي يشعرون بالقلق المستمر - ولا يعرفون ما إذا كانت أجسامهم ترفض العضو المزروع أم لا"، مضيفًا أنهم "ربما انتظروا سنوات لإجراء عملية زرع ثم تلقوا أخيرًا واحدة من أحد أفراد أسرته أو متبرع متوفى. ثم يقضون بقية حياتهم قلقين بشأن صحة ذلك العضو. يمكن للجهاز الجديد أن يوفر بعض الحماية، والمراقبة المستمرة يمكن أن توفر الطمأنينة".

اختبارات وتحاليل جائرة

حاليًا، تتم مراقبة صحة الأعضاء التي زراعتها في الجسم من خلال اختبارات الدم، التي تتتبع مستويات الكرياتينين ونيتروجين اليوريا في الدم، ولكن يمكن أن تتقلب هذه المستويات لأسباب غير ذات صلة وتؤدي إلى نتائج سلبية وإيجابية كاذبة. كما أن هناك اختبارات الخزعة، التي تتضمن إدخال إبرة طويلة لأخذ عينة من الأنسجة من العضو المزروع، هي اختبارات جائرة وتنطوي على خطر مرتفع للنزيف والعدوى والألم وتلف الأنسجة المجاورة.

وقال دكتور غالون: "يمكن أن تكون فترة الاستجابة طويلة جدًا، كما أنها محدودة في مراقبة الترددات وتتطلب تحليلًا خارج الموقع". "قد يستغرق الأمر أربعة أو خمسة أيام للحصول على النتائج. ويمكن أن تكون تلك الأيام الأربعة أو الخمسة حاسمة في اتخاذ القرار المناسب لرعاية المريض".

مؤشر حيوي رئيسي

بحثًا عن بديل، ركز الباحثون في جامعة نورث وسترن على درجة الحرارة كمؤشر حيوي رئيسي للرفض الأولي للزرع. تصاحب ارتفاعات درجة الحرارة الالتهاب في الغالب، وهو ما شاهده الباحثون في النموذج الحيواني. كانت القفزات في درجات الحرارة التي تصل إلى 0.6 درجة مئوية بمثابة إشارات حمراء دقيقة، تحذر من أحداث رفض وشيكة للأعضاء.

قال الباحث الأول في الدراسة من جامعة نورث ويسترن، سورابي مادفاباثي: "تتقلب درجة حرارة الأعضاء خلال دورة يومية في ظل الظروف العادية. لكن تم ملاحظة تغيرات غير طبيعية في درجات الحرارة على مدى فترات تتراوح بين ثماني و12 ساعة في حالات رفض الزرع".

مقياس حرارة حساس للغاية

يحتوي الجهاز على مقياس حرارة حساس للغاية، يمكنه اكتشاف التغيرات الصغيرة في درجات الحرارة المحلية في الكلى. ويمكنه أيضًا قياس تدفق الدم (لكن درجة الحرارة أثبتت أنها أكثر فعالية كنظام إنذار مبكر). يتم توصيل المستشعر الناعم بمجموعة صغيرة من الأجهزة الإلكترونية الموجودة بجانب العضو، مثل البطارية الخلوية المعدنية التي تعمل على إمداد طاقة التشغيل للجهاز وقدرات البلوتوث على نقل البيانات إلى الأجهزة الذكية الخارجية القريبة. وقال الباحث مادفاباثي إن "جميع المكونات الإلكترونية مغلفة ببلاستيك ناعم ومتوافق حيوياً ولطيف ومرن على أنسجة الكلى الحساسة. ويتم تثبيت الجهاز جراحيا بجانب الكلى بسهولة وسرعة."

يحتوي النظام الإلكتروني على بطارية خلية معدنية وبلوتوث ووضعه على العضو الموجود أسفل المحفظة الكلوية يسمح له بالبقاء في مكانه بغض النظر عن النشاط البدني. وقال روجرز: "تبقي الكبسولة الجهاز على اتصال حراري جيد بالكلية الأساسية". "الأجسام تتحرك، لذلك هناك الكثير من الحركة للتعامل معها. حتى الكلى نفسها تتحرك. وهي عبارة عن أنسجة رخوة لا تحتوي على نقاط ربط جيدة للخيوط. لقد كانت هذه تحديات هندسية شاقة، ولكن هذا الجهاز عبارة عن واجهة لطيفة وسلسة تتجنب المخاطرة بإلحاق الضرر بالعضو. في حين أن هذه التكنولوجيا الأولى من نوعها لا تزال بحاجة إلى دراسات أكبر وتجارب بشرية، كما يقول العلماء.