اختبار الورم الميلانيني المنزلي: رقعة الإبر الدقيقة لاستبدال الخزعة

يمكن أن يتم إجراء اختبار سرطان الجلد في المنزل يومًا ما باستخدام رقعة جلدية وشريط اختبار مكون من خطين - على غرار اختبارات كوفيد-19 في المنزل، وفقًا للباحثين في جامعة ميشيغان.

تمكنت رقعة سيليكون جديدة تحتوي على إبر مجهرية على شكل نجمة، تسمى ExoPatch، من التمييز بين الورم الميلانيني والجلد السليم في الفئران.

تمثل الرقعة والاختبار خطوة نحو اختبار سريع لسرطان الجلد في المنزل، مما يساعد المرضى على اكتشاف الشكل الأكثر عدوانية من سرطان الجلد في وقت مبكر - دون الحاجة إلى خزعة أو سحب دم.

وقالت سونيتا ناجراث، أستاذة الهندسة الكيميائية في جامعة ميشيغان والمؤلفة المشاركة للدراسة التي نشرت في مجلة Biosensors and Bioelectronics: "إن الإبر ذات شكل النجمة تجعل الوخز أسهل وأقل إيلامًا، ولكنها صغيرة جدًا بحيث تخترق فقط الطبقة العليا من الجلد - البشرة - ولا تثقب الأوعية الدموية".

إبر ExoPatch الدقيقة، التي يبلغ طولها 0.6 مم فقط وعرض طرفها أقل من 100 نانومتر (0.0001 مم)، مغلفة بهلام يلتقط الإكسوسومات - فقاعات صغيرة تفرزها الخلايا - من السائل الخلالي الذي يملأ الفراغات بين الخلايا في البشرة.

سابقًا، كان يُعتقد أن الإكسوسومات مجرد "نفايات" تتخلص منها الخلايا. في الواقع، تحتوي على أجزاء من الحمض النووي الريبوزي (DNA) والحمض النووي الريبوزي (RNA) تستخدمها الخلايا لتبادل الإشارات. قد تساعد الإكسوسومات في الخلايا السرطانية على انتشار الأورام من خلال تهيئة الأنسجة لاستقبال خلايا الورم قبل وصولها. قد يسمح اكتشاف هذه الإكسوسومات باكتشاف السرطان مبكرًا مقارنةً بالطرق الحالية.

يحتوي الجل الذي يغطي لاصقة إكسوباتش على بروتين يُسمى أنيكسين V، والذي يجذب الإكسوسومات ويثبتها على سطح الإبر الدقيقة. بعد إزالة اللاصقة من الجلد، تُوضع في حمض، مما يُذيب الجل ويُطلق الإكسوسومات في المحلول. ثم يُغمس شريط الاختبار في المحلول.

• إذا كانت العينة تحتوي على حويصلات خارجية من الورم الميلانيني، فسوف تظهر شريطان،

• وإن لم يكن كذلك، فهناك شريط واحد،
  تمامًا كما يحدث مع اختبارات كوفيد-19.

يقول ناجراث: "يحتاج الشخص ذو البشرة الفاتحة والشامات إلى زيارة الطبيب كل ستة أشهر لإجراء خزعة للتأكد من كونها سرطانية.
باستخدام هذا الاختبار، يمكنك إجراؤه في المنزل، والحصول على النتائج فورًا، وإذا كانت إيجابية، يمكنك زيارة طبيب أمراض
جلدية".

كخطوة أولى لإثبات صحة المفهوم، اختبر الباحثون ExoPatch على عينة من أنسجة الخنزير، وهي مشابهة في السُمك والتركيب لجلد الإنسان. وباستخدام المجهر، وجدوا أن الإبر الدقيقة اخترقت الجلد بعمق يتراوح بين 350 و600 نانومتر. وللمقارنة، يبلغ سُمك بشرة ساعد الإنسان حوالي 18,300 نانومتر.

لاختبار قدرة إكسوباتش على التقاط جسيمات الميلانوما الخارجية من الجلد، اختبر الفريق عينات من جلد الفئران: نصفها من حيوانات سليمة، والنصف الآخر من فئران حُقنت بجزء من ورم ميلانوما بشري. بعد 15 دقيقة من التطبيق، وُضع إكسوباتش تحت مجهر عالي القدرة.

وقال سكوت سميث، طالب الدراسات العليا في الهندسة الكيميائية بجامعة ميشيغان والمؤلف المشارك في الدراسة: "عندما رأيت الصور المجهرية، سررت برؤية مدى التصاق الإكسوسومات بالإبر الدقيقة وكانت في نطاق حجم 30-150 نانومتر، كما توقعنا".

بعد التأكد من التصاق الإكسوسومات بالرقعة، أذاب الباحثون الهلام ومرروا العينات عبر شرائط الاختبار. نجح الاختبار في تمييز عينات الورم الميلانيني عن الأنسجة السليمة، حيث كانت شدة الشريط الثاني أعلى بثلاث مرات ونصف في عينات الورم الميلانيني.

نجح ExoPatch في استعادة 11.5 مرة أكثر من البروتينات الخارجية من عينات الورم الميلانيني مقارنة بالأنسجة السليمة، مما يدل على قدرته على التقاط الجسيمات الخارجية السرطانية بشكل انتقائي.

ستكون الخطوة التالية دراسة تجريبية على البشر، تليها تجارب سريرية لتطبيق هذه التقنية عمليًا. بالإضافة إلى سرطان الجلد، يمكن تعديل طلاء جل ExoPatch للكشف عن الجسيمات الخارجية التي تفرزها أنواع أخرى من السرطان المرتبطة بالأورام الصلبة، مثل سرطان الرئة والثدي والقولون والبروستات والدماغ.

"هذه أول رقعة مصممة لالتقاط الإكسوسومات الخاصة بالأمراض من السائل الموجود تحت الجلد.
إن إمكانات هذا النهج هائلة"،
كما قال ناجراث.