الطب > مقالات طبية
تقنيةٌ جديدةٌ لفحص البول قد تغنينا مستقبلاً عن فحوصات الدم
شهد حقلُ الكيمياء الإكلينيكية تطوراً سريعاً خلال العقد الماضي، خصوصاً في مجال تحليل السوائل الحيوية كالدمِ والبولِ وغيرها عن طريق مطياف الكتلة (Mass Spectrometry). إن تحليل السوائلِ الحيويةِ للبحث عن البروتينات أو الجزيئاتِ الحيويةِ الأخرى مهمٌ لفحص الوظائف الحيوية والبحث عن الأمراض. تعتبر عيناتُ البول من السوائل الحيوية التي يمكن الوصولُ إليها بسهولة ويسر، وتُستخدم بشكل شائع في الفحوصات الطبية. تستطيع البروتينات البولية أن تقدم معلوماتٍ جيدة ليس فقط عن الأمراض الكلوية والبولية، ولكن أيضاً عن وظائفَ حيويةٍ كثيرة.
وعلى الرغم من سهولة الحصول على العينة يُعتبر البول من السوائل صعبة الدراسة، وذلك لأن تركيزَ البروتينات فيه يعتبر قليلاً، وأيضاً بسبب التعقيد التركيبي فيه ونسبةِ الأملاح العالية. مع التقدم الحديث في قياس الطيف الكتلي يمكن الآن فحصُ المؤشرات الحيوية بسرعةٍ وجودةٍ عالية إذا ما قورن بتقنيات قياس الطيف الأخرى. يستخدم مطياف الكتلة عادة إحدى طرق التأيين التالية: ESI أو MALDI.
في كلتا الطريقتين، يجب استخراجُ وفصلُ الموادِ المرادِ دراستُها من السائل الأصلي قبل عملية التأيين، إذ أن الأملاحَ والمركباتِ العضويةَ الصغيرة يمكن أن تؤثر سلباً على نتائج الفحوصات. هذه المشكلة تعتبر عقبةً كبير في وجه تحليل السوائل الحيوية. هناك عدة طرق تستخدم عادة لاستخراج البروتينات من السوائل الحيوية قبل فحصها بمطياف الكتلة، منها: الاستشراب السائل عالي الأداء ( HPLC)، الاستخلاص بالطور الصلب (SPE)، التنبيذ الفائق ( Ultracentrfugation)، الترشيح الفائق (Ultrafiltration)، والرحلان الكهربي الهلامي (Gel Electrophoresis). من بين هذه الطرق، يعتبر استخدام طريقة الاستخراج بالطور الصلب (SPE) قبل التحليل بمطياف الكتلة هو الأسرع والأكثر إنتاجية.
تتجه الطرقُ الحالية لتحضير العينات نحو تصغير العينة، بحيث يتم الاستخراجُ السريعُ في عيانات أصغر. الاستخراج بالطور الصلب (SPE) يعمل على مبدأ أساسي، وهو أن يتم امتصاصُ الأصناف المستهدفة إلى طور مستقر، بينما الأصناف الأخرى التي قد تشوش على الأصناف المستهدفة لا يتم امتصاصها. تختلف طريقة الاستخراج بالسائل الصلب (SPE) عن طريقة الاستشراب السائل عالي الأداء (HPLC) في كون الأولى تحتاج لحجمِ عينة أصغر،و وقتِ استخراجٍ أقصر، وكميةٍ أقلَ من المذيب، وإنتاجيةٍ أكثر. لتقليل حجم العينة أكثر وأكثر، تم تطبيق طريقة الاستخراج بالطور الصلب على رؤوس ممصات ميكروية، وهذا يزيد الفعالية بشكل كبير. في هذا البحث سيتم استخدام ممصات ميكروية محشوة بالألياف البوليميرية (Capillary-channeled polymer) لاستخدامها في دراسة المؤشرات الحيوية في البول.
قام الباحثون في هذه الدراسة باستخدام الألياف البوليمرية C-CP fibers لفصل الجزيئات الحيوية قبل تحليلها بمطياف الكتلة MALDI-MS نظراً لأنها كارهة للماء (Hydrophobic)، إذ أن هذه الصفة تمكّن الألياف من تثبيت البروتينات والتخلصِ من الأملاح والجزيئات العضوية الأخرى الموجودة في البول. يحدث هذا الفصلُ لأن البروتينات تعتبر كارهةً للماء (بينما الأملاح تعتبر محبة للماء Hydrophilic)، مما يؤدي إلى امتصاص هذه البروتينات لداخل الألياف البوليميرية الكارهة للماء كذلك.
نتائج الدراسة:
في هذه الدراسة تم فحص ثلاثةِ عناصر: B2-microglobulin،Retinol Binfing Protien ،Transferrin.
استخدمت هذه العناصر نظراً لكثرتها في السوائل الحيوية. هذه العناصرُ الثلاثةُ لها صفاتٌ فيزيائيةٌ مختلفةٌ وتستخدم في الكشف عن العديد من الأمراض الجسدية. لاحظ الباحثون تحسناً دراماتيكي في الكشف عن هذه العناصر بهذه الطريقة، إذ أنهم قارنوا النتائج قبل وبعد استخدام الألياف البوليميرية في عملية الفصل قبل التحليل بواسطة MALDI-MS. بدون استخدام الألياف البوليميرية لم يتم الكشف عن أي من البروتينات أعلاه، في حين بعد استخدام الألياف البوليميرية ظهرت الأطياف بوضوح. هذه النتائج أظهرت بوضوح أن هذه الطريقة يمكن تطبيقها في المختبرات.
من الصعب مقارنة الأداء الحقيقي بين طرق الاستخراج المختلفة المستخدمة في تحليل البول، إذ أن منصة التحليل (طرق التأيين ومحللات الكتلة) تختلف بشكل كبير.
ملاحظات ختامية:
تعتبر التراكيب المعقدة للسوائل الحيوية من أهم العوامل المعيقة في معظم عمليات التحليل الحيوية، وخصوصاً في فحوصات البول. أظهرت هذه الدراسة أن الممصات الميكروية المحشوة بالألياف البوليمرية C-CP fibers تستطيع تثبيت البروتينات وعزلها عن الجزيئات الصغيرة والأملاح بفاعلية في عينات البول، مما يسمح بتحليل البروتينات وفقاً لمقاييسَ حيويةٍ. تستغرق العملية المذكورة أعلاه أقل من خمس دقائق. بالرغم من أن التجربة تم تنفيذها على ما يمكن تسميته "أدوات خدمية"، إلا أن الدراسة أظهرت أن هذا مناسبٌ للتطبيق الإكلينيكي. وهكذا فإن قلة التكلفة، وسهولةَ التحضير وسرعةَ التحليل والحاجةَ لكمية قليلة من السائل تجعل هذه الطريقة واعدةً في حقول الفحوصات البولية والبروتينية.
ستبحث الدراسات المستقبلية عن التطبيقات المحددة لهذه الطريقة وتداعياتها في قياس المؤشرات الحيوية البروتينية. أيضاً سيتم دراسة واختبار استخدام الألياف البوليمرية C-CP fibers في مطياف الكتلة ESI-MS.
المصادر: