طوّر العلماء تقنية تعتمد على حبوب ميكروسفير قابلة للبلع تحتوي على بكتيريا مهندسة قادرة على اكتشاف علامات أمراض الأمعاء، مثل نزيف الجهاز الهضمي، دون الحاجة إلى الخضوع لتنظير القولون التقليدي الذي يعاني كثير من المرضى من صعوبته وعدم الارتياح له.

تسمح هذه الحبوب، المزوّدة بجزيئات مغناطيسية، بجمعها بسهولة من البراز بعد خروجها من الجسم، ثم تحليل إشاراتها الضوئية للكشف عن مؤشرات المرض في دقائق معدودة، وفقاً لما نشره الباحثون في مجلة ACS Sensors بتاريخ 19 نوفمبر 2025.

حبوب ميكروسفير بكتيرية للكشف السريع عن أمراض الأمعاء

كشف الباحثون أن الحبوب الجديدة تتكوّن من كرات هلامية مجهرية محمّلة ببكتيريا حسّاسة للدم، قادرة على إصدار ضوء عند اكتشاف الهيم، وهو مركّب موجود في خلايا الدم الحمراء ويعدُّ مؤشراً واضحاً على نزيف داخل الأمعاء.

هذه الكبسولات الصغيرة تُبتلع بسهولة، وتحتوي على جزيئات مغناطيسية تسمح باستعادتها بسرعة من العينات الحيوية. وبعد مرورها عبر أجسام الفئران المصابة بالتهاب القولون، تمكن العلماء من تحديد النزيف خلال دقائق بفضل إشعاع الضوء الذي تصدره البكتيريا.

وقالت ينغ زو، إحدى مؤلفي الدراسة:

"هذه التقنية تقدم نموذجاً جديداً للكشف السريع وغير الجراحي عن أمراض الجهاز الهضمي."

لماذا نحتاج إلى أدوات تشخيصية ألطف لأمراض الجهاز الهضمي؟

يعاني ملايين الأشخاص حول العالم من سرطان القولون أو أمراض الأمعاء الالتهابية مثل التهاب القولون، والتي تسبب أعراضاً مثل النزيف المعوي والإسهال والمغص. ورغم فعالية تنظير القولون، إلا أن الكثيرين يحجمون عنه بسبب تحضيراته المرهقة وعدم الراحة أثناء الفحص.

لذلك يبحث الباحثون عن بدائل أقل إزعاجاً وأكثر ودّية للمريض، مثل بكتيريا قادرة على كشف مؤشرات حيوية مرتبطة بالأمراض، ومنها الهيم.

تصميم حسّاسات بكتيرية قادرة على النجاة داخل الجهاز الهضمي

سبق أن ابتكر الفريق بكتيريا حسّاسة للهيم قادرة على إصدار ضوء عند ملامسة الدم، إلا أنها كانت تتفكك بسهولة داخل الأمعاء، مما يقلل من فعاليتها.

أما في هذا المشروع، فقد غلّف العلماء هذه البكتيريا، مع الجزيئات المغناطيسية، داخل كرات دقيقة من الجينات الصوديوم، وهو مركّب غذائي شائع، عمل هذا الغلاف كدرع واقٍ يحمي البكتيريا من العصارات الهاضمة، مع السماح للهيم بالوصول إليها لإطلاق الإشارة الضوئية.

اختبارات حيّة على الفئران تكشف شدة المرض خلال دقائق

جرّب الباحثون التقنية على فئران مصابة بالتهاب القولون بدرجات مختلفة من الشدة. وبعد خروج الحبوب من الجهاز الهضمي، استخدم العلماء مغناطيساً لاستعادتها، ثم لاحظوا:

أن عملية جمع الميكروسفير وتحليل الإشارة استغرقت نحو 25 دقيقة فقط.

أن شدة الإضاءة البكتيرية ازدادت مع تقدم المرض، مما مكّن من تقدير درجة النزيف.

أن الحبوب كانت آمنة ومتوافقة حيوياً لدى الفئران السليمة.

خطوة نحو مستقبل جديد لتشخيص أمراض الأمعاء

رغم أن التقنية ما تزال بحاجة إلى تجارب سريرية على البشر، يؤكد الباحثون أن هذه الطريقة في تغليف الحساسات البكتيرية يمكن أن تُستخدم مستقبلاً لتشخيص مجموعة واسعة من أمراض الجهاز الهضمي، ومتابعة فعالية العلاجات وتطور الحالات المرضية بسهولة غير مسبوقة.