استغرق اختراعه عاماً كاملاً.. شبان عرب يبهرون العالم بجهاز لقياس الجلوكوز في الدم دون تدخل جراحي

استغرق اختراعه عاماً كاملاً.. شبان عرب يبهرون العالم بجهاز لقياس الجلوكوز في الدم دون تدخل جراحي

فاز 5 طلاب بالجامعة الأمريكية بالقاهرة بالمركز الأول على مستوى العالم في مسابقة تصميم الرعاية الصحية بجامعة جونز هوبكنز لعام 2022 في مسابقة الصحة الرقمية.

جاء ذلك بعد تصميمهم جهاز “جلوكوكليب” الذي يعمل على قياس مستوى الجلوكوز في الدم لمرضى السكر.

يعتبر الفريق المكون من مها شطة وفاطمة لقمة ومصطفى نصير وأحمد الغول وسيف أحمد، هو الفريق المصري الوحيد ضمن المتأهلين للتصفيات النهائية.

ويقول مصطفى نصير: “نحن فخورون بتمثيل الجامعة الأمريكية بالقاهرة ومصر في هذه المسابقة الدولية”.

وأضاف أن جهاز “جلوكوكليب” له تأثير واسع النطاق، حيث أن لديه القدرة على التأثير على حياة 537 مليون مريض سكر حول العالم.

وجذبت مسابقة تصميم الرعاية الصحية بجامعة جونز هوبكنز لعام 2022 الطلاب الجامعيين والخريجين من جميع أنحاء العالم وشهدت المسابقة هذا العام 120 مشروعاً مقدمًا من 74 جامعة و18 دولة، ونجح مشروع “جلوكوكليب” في الحصول على المركز الأول بعد أن تم ترشيحه ضمن 7 مرشحين آخرين لمسابقة التصميم الرقمي.

وبدء الطلاب في تصميم وتطوير جهاز “جلوكوكليب”كجزء من العمل على مشروع تخرجهم تحت إشراف الدكتور حسنين عامر أستاذ هندسة الإلكترونيات والاتصالات بالجامعة.

ويقوم الجهاز بمراقبة مستوى الجلوكوز في الدم بمستوى عالٍ من الدقة والأمان ودون تدخل جراحي باستخدام التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة.

و يهدف الجهازإلى تسهيل حياة مرضى السكر حيث يتم استخدامه كبديل لوخز الأصابع وغيرها من الاختبارات الاجتياحية.

ويتصل “جلوكوكليب” أيضاً بتطبيق هاتفي مما يتيح مزيدًا من السهولة والراحة في مراقبة مستوى الجلوكوز في الدم للمريض.

وتوضح فاطمة لقمة أن الطرق التقليدية لاختبار مرض السكر قد تخلق حاجزًا نفسيًا لدى العديد من المرضى وتمنعهم من الخضوع للقياس بانتظام، مضيفة أن “جلوكوكليب” يعمل كبديل ملائم أكثر أمانًا وسهولة من الطرق التقليدية.

استغرق مشروع الطلاب عاما كاملا، حيث قاموا بتصميم نموذجًا أوليًا ثم اختبروه على أكثر من 100 شخص على الرغم من الصعوبات التي واجهوها في الحصول على الموافقة الطبية لإجراء اختبارات واسعة النطاق بسبب جائحة كورونا، ولكن الفريق استطاع إتمام المشروع بنجاح وأظهر “جلوكوكليب” دقة عالية نسبيًا على الرغم من صغر حجم العينة.

اقرأ أيضا: لمرضى السكري.. خطوة جديدة إلى حياة خالية من الأنسولين

الأشخاص الذين يعانون شكلا حادا من مرض السكري، حيث لا تنتج خلايا بيتا في البنكرياس أو لا تنتج ما يكفي من الأنسولين، ليس لديهم خيار سوى حقن أنفسهم بانتظام بالأنسولين الاصطناعي من أجل البقاء على قيد الحياة.

لكن العلاج بالأنسولين لا يخلو من مخاطرة، فعلى المدى الطويل، يمكن أن يؤدي أيضًا إلى مشاكل خطيرة في التمثيل الغذائي والقلب والأوعية الدموية.

ويعمل العلماء في جامعة جنيف منذ عدة سنوات على علاج بديل يعتمد على بروتين (S100A9) وقدموا الآن دليلًا على هذا البروتين يمكن أن يحسن بشكل كبير عملية التمثيل الغذائي في نقص الأنسولين، وتم نشر هذه النتائج اليوم الإثنين في مجلة “نيتشر كومينيكيشن”.

والعلاج بالأنسولين، الذي احتفل بالذكرى المئوية لتأسيسه في عام 2021، ربما يكون قد أنقذ حياة مئات الملايين من الأشخاص الذين يعانون من مرض السكري من النوع الأول أو الأشكال الحادة من داء السكري من النوع الثاني، ومع ذلك، فإنه ينطوي على بعض المخاطر، فالجرعات العالية جدًا أو المنخفضة جدًا، مسؤولة بشكل مباشر عن بعض الحالات المميتة.

وبالتالي، فإن متوسط العمر المتوقع لمرضى السكري المعتمدين على الأنسولين ينخفض بمقدار 10 إلى 15 عامًا، وهذا هو السبب في تطلع الباحثين لتطوير علاجات تكميلية أو بديلة تكون أكثر فاعلية وأقل خطورة، كما يقول روبرتو كوباري، أستاذ في قسم فسيولوجيا الخلايا والتمثيل الغذائي ومنسق مركز السكري في كلية الطب بجامعة جينيف، وقائد الفريق البحثي.

وفي عام 2019، حدد فريق البروفيسور كوباري بروتينًا يسمى S100A9 ينظم نسبة الجلوكوز والدهون والكيتونات في الدم (أحد منتجات الأكسدة الحمضية الدهنية في الكبد عندما لا يكون لدى الجسم ما يكفي من الجلوكوز ليعمل)، دون آثار جانبية للأنسولين.

ويقول جيرورجيو رامادوري، باحث مشارك في مختبر البروفيسور كوباري والمؤلف المشارك بهذه الدراسة: “لتطوير دواء، كان علينا فهم كيفية عمل هذا البروتين بدقة وإظهار فاعليته في النماذج الحيوانية”.

وشرع الفريق أولاً في فك شفرة طريقة عمل S100A9 في الفئران المصابة بداء السكري.

وتقول جلوريا أورسينو، المؤلف الأول للدراسة وزميلة ما بعد الدكتوراه في فريق البحث: “اتضح أن هذا البروتين يعمل في الكبد، فهو ينشط مستقبل TLR4، الموجود على غشاء خلايا معينة، ولكن ليس على خلايا الكبد، وهي الخلايا الوظيفية الرئيسية للكبد.. هذه أخبار ممتازة من وجهة نظر دوائية، فهي تعني أن البروتين (S100A9) لا يحتاج إلى دخول خلايا الكبد للعمل ويسمح بنمط حقن بسيط للإعطاء”.

وفي مرضى السكري، يمكن أن يتسبب نقص الأنسولين في زيادة مفاجئة في الكيتونات وتحمض الدم، وهي آلية تسمى الحماض الكيتوني السكري، وهذه حالة طارئة تهدد الحياة وتؤثر على 2-4% من مرضى السكري من النوع 1 كل عام.

وتوضح جلوريا أورسينو أن “تنشيط TLR4 في الكبد يتحكم في إنتاج الكيتونات، لكن عملية التنشيط هذه لا تؤدي إلى حدوث التهاب، في حين أن المستقبل TLR4 عادة ما يكون مؤيدا للالتهابات، لذلك يبدو أن S100A9-TLR4 يعمل كعقار مضاد للالتهاب غير متوقع تمامًا”.

وأكمل العلماء نتائجهم بفحص دماء مرضى السكري الذين وصلوا إلى غرفة الطوارئ يعانون من نقص حاد في الأنسولين.

ويوضح جورجيو رامادوري: “تم الكشف عن زيادة طبيعية طفيفة ولكنها غير كافية في بروتين (S100A9)، من المتوقع أن تؤدي إضافة هذا البروتين إلى تعزيز هذه الآلية التعويضية”.

وبينما تم بالفعل استكشاف فكرة مزيج من الأدوية، ركزت الأبحاث السابقة على الأدوية التي تزيد من حساسية الأنسولين.

ويوضح روبرتو كوباري: “لكن هذا يؤدي فقط إلى نفس النتائج بجرعات أقل، وتظل الآثار الجانبية للعلاج بالأنسولين كما هي، هنا، نقترح استراتيجية مختلفة جذريًا مع دواء يعمل بشكل مستقل عن الأنسولين ولا يمكن أن يؤدي إلى نقص السكر في الدم أو تعطيل التمثيل الغذائي للدهون.”

وسيختبر العلماء في البداية دواءهم بالاقتران مع جرعات منخفضة من الأنسولين، لكنهم لا يستبعدون إمكانية إعطاء بروتين S100A9 وحده في المستقبل، في ظروف معينة.

مواقع إلكترونية