ماهو الـ PCR؟ وكيف يشخّص COVID-19؟

ما هو الـ PCR؟

يشير مصطلح الـ PCR إلى تقنية مخبرية تدعى "تفاعل البلمرة التسلسلي Polymerase Chain Reaction "، تُستخدَم في مختبرات البحث الطبية والحيوية، وقد طوّرها أول مرة عالمُ الكيمياء الأمريكي "Kary Mullis" في ثمانينيات القرن الماضي (1). 

يعمل الـ PCR على الـ DNA (الشيفرة الوراثية الموجودة في الخلايا الحية الرئيسة كلها)، فهو يحاكي بعمله ما يحدث في الخلية الحية في أثناء انقسامها (2). 

كيف يعمل الـ PCR؟

إنّ المبدأ واحد على الرغم من اختلاف عينة الحمض النووي المستخدمة (1)، فهو يعمل عن طريق تضخيم تسلسل جيني معين من الحمض النووي ندعوه "القالب" إلى ملايين النسخ الجديدة، وذلك باستخدام تسلسلات قصيرة تدعى "البادئات" التي تعمل نقطةَ انطلاق لتخليق الـ DNA الجديد (3)، إضافة إلى أنزيم البوليميراز الأساسي لإتمام العمل، ومعه النكليوتيدات التي تُعدّ اللبنة الأساسية في تركيب الـ DNA. 

ويتضمن العمل ثلاث مراحل رئيسة متتالية؛ إذ يُفصَل بدايةً شريطا الـ DNA باستخدام الحرارة العالية، ومن ثم تلتصق البادئات مع الـ DNA القالب بواسطة خفض درجة الحرارة، وأخيرًا يُشكَّل الـ DNA الجديد عن طريق أنزيم البوليميراز باستخدام النكليوتيدات قطعَ بناء والسلسلةِ الأصلية قالبًا مع إعادة رفع الحرارة.

تتكرر هذه المراحل الثلاث 20-40 مرة لإنتاج نسخ الـ DNA المطلوبة، وبذلك؛ يمكن إجراء تفاعل PCR كاملًا خلال بضع ساعات، ويختلف ذلك من جهاز إلى آخر (1). 

وكما نعلم؛ إن المادة الوراثية لـ SARS-COV-2 (فيروس كورونا المستجد) هي الـ RNA، فكيف يمكن لتفاعل الـ PCR تشخيص الإصابة به؟

يُجرَى ذلك عن طريق اختبار يُدعى "تفاعل البلمرة التسلسلي للنسخ العكسي RT-PCR"؛ فبعد عزل المادة الوراثية من العينات التي تُؤخَذ من المسحات الأنفية والبلعومية، يُحوِّل الـ PCR -عن طريق أنزيمات مستمدة من فيروسات أخرى- الـ RNA (مشابه لـ DNA لكنه شريط حلزوني وحيد) إلى DNA، ومن ثم يُنتِج النسخ الجديدة كما ذكرنا. وفي حال إيجابية الفيروس في العينة تُطلَق إشارات مرئية يمكن قراءتُها، علمًا أنه في بعض الأحيان قد تحدث إيجابية كاذبة بسبب تلوث الكواشف (2,3). 

يمكن للـ PCR الكشف عن أنواع البكتيريا والفيروسات والطفيليات جميعها، فالمبدأ واحد والمكونات ثابتة، لكنّ ذلك يحتاج إلى إنتاج بادئات محددة تساعد على الكشف عن العوامل الممرضة المختلفة (2). 

وتطوّر المختبرات في العالم حاليًّا اختبارات PCR خاصة لـ SARS-COV-2 باستخدام بادئات تستهدف أجزاء معينة ومختلفة من الجينوم الفيروسي (3).

المصادر: