علاج للخلايا السرطانية مستوحى من النظام البصري للفراشة

كشف فريق من الباحثين من جامعة إلينوي الأمريكية عن مستشعر تصوير مبتكر مستوحى من النظام البصري المذهل لفراشة "بابيليو كسوثوس"، يمكن له اكتشاف الخلايا السرطانية بدقة استثنائية من خلال إدراك مجموعة واسعة من الألوان، بما في ذلك الضوء فوق البنفسجي، الذي لا يمكن للعين البشرية رؤيته.

وبحسب موقع "نيوز ميديكال"، من المتوقع أن يحدث هذا المستشعر ثورة في مجال التشخيص الطبي، وتوسيع تطبيقاته إلى ما هو أبعد من الرعاية الصحية.

نظام الفراشة البصري

يعتمد تصميم المستشعر على مزيج من الثنائيات الضوئية المكدسة وبلورات البيروفسكايت النانوية (PNCs)، ما يسمح له بالتقاط أطوال موجية مختلفة ضمن طيف الأشعة فوق البنفسجية.

وتنبع هذه القدرة الاستثنائية من محاكاة الفريق للنظام البصري المعقد للفراشة، والذي يضم ستا أو أكثر من فئات مستقبلات الضوء ذات حساسيات طيفية متميزة.

فعلى عكس البشر، تمتلك الفراشات مستقبلات للضوء الأزرق والأخضر والأحمر والبنفسجي والأشعة فوق البنفسجية والضوء عريض النطاق.

وعلاوة على ذلك، تمتلك الفراشات أصباغ الفلورسنت التي يمكنها تحويل الضوء فوق البنفسجي إلى ضوء مرئي، ما يجعله قابلا للاكتشاف بواسطة مستقبلاتها الضوئية، وهذا التكيف الاستثنائي يمنحها القدرة على إدراك مجموعة واسعة من الألوان والتفاصيل الدقيقة في البيئة المحيطة بها.

وبحسب التقرير، قام الباحثون بتكرار آلية الاستشعار للأشعة فوق البنفسجية هذه من خلال دمج طبقة رقيقة من بلورات البيروفسكايت النانوية مع مجموعة متدرجة من الثنائيات الضوئية السيليكونية، فتمتص طبقة البلورات فوتونات الأشعة فوق البنفسجية وتعيد إصدار الضوء المرئي (الأخضر)، والذي يتم اكتشافه بعد ذلك بواسطة ثنائيات السيليكون الضوئية.

هذه البيانات التي يتم الحصول عليها تتيح رسم الخرائط وتحديد توقيعات الأشعة فوق البنفسجية.

كيف يستشعر الخلايا السرطانية؟
في مجال الرعاية الصحية، تحمل هذه التكنولوجيا وعودا هائلة، إذ تحتوي الأنسجة السرطانية على تركيزات أعلى من العلامات الطبية الحيوية المختلفة، مثل الأحماض الأمينية والبروتينات والإنزيمات، مقارنة بالأنسجة السليمة.

وعند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية، تتألق هذه العلامات في الأشعة فوق البنفسجية والطيف المرئي في عملية تسمى التألق الذاتي.

بالتالي، يستطيع جهاز التصوير الذي طوره فريق البحث التمييز بين الخلايا السرطانية والسليمة بناء على تألقها، ما يحقق دقة ملحوظة بنسبة 99%.

كما أن أحد أهم التطبيقات المحتملة لهذه التكنولوجيا يتم أثناء العمليات الجراحية، إذ غالبا ما يواجه الجراحون تحديات في تحديد مدى إزالة الأنسجة المطلوبة لضمان هوامش واضحة عند استئصال الأورام السرطانية.

لذا، يمكن أن يساعد مستشعر التصوير بالأشعة فوق البنفسجية في عملية اتخاذ القرار، مما يضمن إجراء عمليات جراحية أكثر دقة وفعالية.