مستقبل الطب – التكنولوجيا الحيوية والروبوتات المصغرة

تزداد الاستعانة بالتكنولوجيا في الرعاية الصحية يومًا بعد يوم، وأصبحت لا غنى عنها في الطب بإسهاماتها من تقنيات التصوير إلى الخيارات العلاجية. ولم نعد نستطيع تصور البحوث والتطورات الطبية مستقلة عنها، وهكذا يجد مفهوم جديد مكانه في قلب حياتنا: التكنولوجيا الحيوية!

ما التكنولوجيا الحيوية؟

هي فرع علمي يجمع العلوم الطبيعية مع هندسة الحاسوب والميكانيك والكهرباء والإلكترونيات، ويحدد البروتينات والإنزيمات والجينات المؤثرة في صحة الإنسان لإنتاج جزيئات أو أدوات تُستخدم في التشخيص والعلاج.

للتكنولوجيا الحيوية أنشطة كثيرة، كإنتاج تقنيات مفيدة في التشخيص مثل تحليل DNA والجينات، وإنتاج لقاحات متقدمة وأجسام مضادة وببتيدات مؤتلفة وأعضاء اصطناعية. كما تؤدي دورًا مهمًا في الوقاية من الأمراض المعدية والوراثية وتطوير صناعة الأدوية. ومن الخطأ القول إنها تُستخدم في الصحة وحدها، لأنها تسهم أيضًا في الزراعة، كتحسين المنتجات الغذائية وإنتاج الأسمدة الاصطناعية والخضار والفواكه الجديدة، وفي البيئة مثل زراعة المحاصيل بالمناطق الجافة. وآثار الأدوية المنتجة بها أكثر نوعية، لأن DNA أو الجينات المؤتلفة المنتجة بها تصل إلى المنطقة المستهدفة بسهولة أكبر عند دخول الجسم. كما أن آثارها الجانبية أقل من الأدوية الاصطناعية الأخرى، وقد تؤثر بجرعات أصغر. والسيتوكينات (مواد شبيهة بالهرمونات تفرزها الخلايا المعنية استجابة لمرض)، والإنترفيرونات (مواد فعالة ضد التكاثر الخلوي غير المنضبط)، والإنترلوكينات (مواد تنقل الرسائل بين الكريات البيضاء)، والغلوبولين المناعي (مادة ترتبط بالأعضاء وتطلق تفاعلًا)، وعوامل النمو والهرمونات المؤتلفة، من المنتجات التي قدمتها التكنولوجيا الحيوية للطب وتُستخدم في علاج أمراض مختلفة. وتُستخدم بعض الببتيدات والدهون المؤتلفة ولقاحات مختلفة مطورة في العلاجات الجينية. ومع تقدم التكنولوجيا الحيوية، توجد علاجات جديدة كثيرة لا تزال قيد البحث. وكما لها فوائد كثيرة، فلها جوانب ضارة أيضًا. فقد تلوث بعض أبحاثها البيئة وتسبب موت كائنات كثيرة، فتخل بالسلسلة الغذائية والنظام البيئي. ولها جانب مظلم أيضًا بإتاحة تصنيع أسلحة بيولوجية. ولذلك فإن طريقة استخدامها مهمة جدًا، لأن سوء الاستخدام سيضرنا أكثر مما ينفعنا.

تتطور الجراحة الروبوتية بسرعة مذهلة، فإلى أي مدى ستُطبق الجراحة في طب المستقبل؟

تتغير العلاجات مع تطور التقنيات. فمثلًا، تُستخدم الجراحة بالمنظار أو الروبوت بدل التقليدية في بعض العمليات. وهذان النوعان الجديدان، وعددهما 2، يتيحان الإجراء عبر شقوق مليمترية، مما يقلل أذية النسيج السليم ويقصر التعافي مقارنة بالجراحة التقليدية. وتُجرى الجراحة بالمنظار بإدخال أدوات طبية (مناورات) إلى الجسم عبر شق قطره نحو 10 مليمترات. ويجري الجراح العملية باستخدام هذه الأدوات المدخلة، كما تكبر الكاميرا الصورة المجهرية وتنقلها إليه، فيستطيع أداء أعمال أدق. وتُستخدم هذه العمليات في جراحة العظام والعيون والجراحة المجهرية وجراحة الأعصاب والجراحة العامة والعلاج الإشعاعي وبعض عمليات الأورام. وأظهرت بعض البحوث أن مرضى المنظار يعانون نزفًا ومضاعفات أقل، مع زيادة مدة البقاء دون مرض. أما الجراحة الروبوتية فبدأ استخدامها يزداد حديثًا، وتُستخدم الآن في المسالك البولية وأمراض النساء والجراحة العامة والقلبية الوعائية وجراحة السمنة والأورام. وفيها 3 أذرع رئيسية، يشغلها الجراح من منصة بجوار المريض. وطُورت المنصة والأذرع بمحاكاة يدي الجراحين ورسغيهما، ثم أُضيفت حساسات ضغط، فأصبح الجراح يدرك عبر المنصة عوامل مثل ليونة الجسم وصلابته. ومنح ذلك الروبوت دقة وزاد احتمال نجاح الجراح… والتطورات المذهلة في الجراحة الروبوتية تبهر المراقبين والممارسين؛ فكيف ستشعرون لو سمعتم أن الجراحة لن تُطبق تقريبًا مستقبلًا إلا في الطوارئ؟! إن فهم المناعة والتحكم بها أفضل، والتشخيص المبكر، والتقنيات الأقل توغلًا، والروبوتات المجهرية / المصغرة، وتطورات العلاج الإشعاعي، ستجعل عمليات كثيرة تُجرى اليوم غير ضرورية مستقبلًا.

الروبوتات المصغرة قادمة إلى الطب

من التطورات الحيوية الجديدة والملهمة التي ستحدث تغيرات طبية كبيرة عند بدء استخدامها سريريًا الروبوتات المجهرية / المصغرة. وفي الفترة 14-16 نوفمبر 2019 نظمنا قمة من تركوا أثرًا في طب الأورام، وكان من أوائل الأسماء التي تخطر للمجتمع العلمي في هذا المجال الأستاذ Metin Sitti، وقد أذهلنا بعرضه بعنوان «الروبوتات المصغرة في تشخيص السرطان وعلاجه».

تُعطى الروبوتات المصغرة التي طورها الأستاذ Sitti وفريقه، بشكل كبسولات أو أشكال أخرى، بالبلع أو عبر الوريد إلى الجسم، ويمكن توجيهها بنجاح كبير باستخدام المجال المغناطيسي. وتستطيع حمل الأدوية إلى الخلايا السرطانية، بل وأخذ خزعة. وفي روبوتات الكبسولة، يستطيع الروبوت الخروج تلقائيًا بعد الإجراء (لا يُستخدم ذلك في الروبوتات الآخذة للخزعات، لأن النسيج المأخوذ سيُفحص لاحقًا، فتُخرج هذه الروبوتات في نهاية الإجراء).

يُعتقد أنه بفضل هذه التطورات يمكن تشخيص سرطانات تتأخر عادة في التشخيص، مثل البنكرياس والمرارة، مبكرًا باستخدام روبوت كبسولي. وتُظهر هذه التطورات النتائج الجيدة التي تتحقق عند استخدام تخصصات علمية متعددة معًا. كما أن التكنولوجيا الحيوية موضوع يجب أن يعرفه الشباب الذين يخططون لمستقبلهم المهني. وأصبحنا نرى فوائد التكنولوجيا المتطورة والذكاء الاصطناعي في الصحة بصورة أوضح. وتتطور أو تتغير يوميًا عناصر كثيرة من التشخيص إلى العلاج، مما يبعث الأمل في إيجاد علاج مستقبلًا لأمراض لا علاج لها الآن.

من Metin Sitti؟

نال الأستاذ Metin Sitti البكالوريوس والماجستير من قسم الهندسة الكهربائية والإلكترونية بجامعة البوسفور، والدكتوراه في 1999 من قسم الهندسة الكهربائية بجامعة طوكيو. وعمل في جامعة كاليفورنيا ببيركلي في أمريكا خلال 1999-2002 كباحث ما بعد الدكتوراه وعضو هيئة تدريس، وفي جامعة Carnegie Mellon خلال 2002-2016 أستاذًا. ومنذ 2014 يعمل مديرًا في معهد الأنظمة الذكية التابع لجمعية Max Planck بألمانيا. ومنذ 2018 يعمل أيضًا أستاذًا جزئيًا في كليتي الطب والهندسة بجامعة Koç. وتشمل بحوثه موضوعات متنوعة في الروبوتات المجهرية والأنظمة الذكية، مثل الروبوتات والأجهزة المجهرية الطبية والروبوتات المصغرة المستوحاة من الطبيعة والروبوتات اللينة. ولتسويق المواد اللاصقة ذات الألياف المجهرية التي اخترعها مستلهمًا شعيرات أقدام الوزغ، أسس في 2009 شركة ناشئة بأمريكا باسم nanoGriptech A.Ş.، وتُستخدم هذه المادة اللاصقة المبتكرة جدًا منذ 2018 في منتجات كثيرة بالسوق.

من جوائز Metin Sitti وألقابه الكثيرة: ميدالية Rahmi Koç العلمية في 2018، وجائزة ERC Advanced Grant في 2019، وجائزة أفضل مقالة في مؤتمر Robotics Science & Systems في 2019، ولقب IEEE Fellow في 2014، وجائزة IEEE/ASME لأفضل مقالة في الميكاترونيات في 2014، وجائزة SPIE Nanoengineering Pioneer في 2011، وجائزة National Science Foundation CAREER في 2005. وله أكثر من 450 مقالة في المجلات والمؤتمرات المحكمة. ونُشر أكثر من 250 من مقالاته في مجلات رائدة، منها Nature وNature Materials وNature Communications وProceedings of the National Academy of Sciences وScience Robotics وScience Advances وAdvanced Materials. وحصلت هذه المقالات حتى الآن على أكثر من 22,000 استشهاد. ونشرت MIT Press كتابه الأخير «Mobile Microrobotics» في 2017. وقدم أكثر من 200 محاضرة مدعوة في مؤتمرات وجامعات وشركات مهمة بمجاله. وهو أيضًا رئيس تحرير مجلتي Progress in Biomedical Engineering وJournal of Micro-Bio Robotics.

*

لنختتم مقالنا بكلمات الكاتب والمؤرخ Yuval Noah Harari، أحد أكثر شخصيات عصرنا تأثيرًا، عن التكنولوجيا الحيوية:

«يجب أن يفهم الناس أن البشرية تواجه حاليًا ثلاثة تهديدات وجودية لا يمكن حلها وطنيًا، بل على المستوى العالمي فقط. وهذه التهديدات هي الحرب النووية وتغير المناخ والاضطراب التكنولوجي، أي خصوصًا صعود الذكاء الاصطناعي (AI) والهندسة الحيوية. وقد يدمر الذكاء الاصطناعي والتكنولوجيا الحيوية البشرية. وإذا دخلنا سباق تسلح في الذكاء الاصطناعي أو الوراثة، فهذا يضمن انقراض البشرية. ولا يهم من يفوز بالسباق، فالخاسر سيكون البشرية.

أنا خائف جدًا. أعتقد أن التكنولوجيا تتيح الآن إنشاء أكثر الأنظمة شمولية التي عرفناها في تاريخ البشرية، أكثر بكثير مما تخيله George Orwell. فقد تخيل Orwell نظامًا شموليًا يتابعك دائمًا، لكن في العالم الخارجي فقط: ماذا تفعل وأين تذهب ومن تقابل. أما الآن، فلدينا تكنولوجيا قادرة على مراقبة جميع الناس طوال 24 ساعة في اليوم، بل حتى ما يجري داخل أجسامهم، بواسطة الجمع بين الحساسات الحيوية والذكاء الاصطناعي والتكنولوجيا الحيوية . فمثلًا، توجد مدارس في الصين يرتدي فيها التلاميذ أساور حيوية. ويقولون إنهم يستخدمون ذلك الآن لأغراض تعليمية؛ فإذا نعست أو مللت أو واجهت صعوبة، عرف المعلم ذلك. لكن التقنية نفسها قد تُستخدم سياسيًا. وما رأيناه في القرن 20 مع Stalin أو Hitler أو Mao سيبدو لا شيء مقارنة بهذه الآلات التي بدأ بناؤها اليوم.

إذا لم نستخدم التكنولوجيا الحيوية بطريقة صحيحة، فستُستخدم لترقية نخبة صغيرة باكتساب خصائص فوق بشرية، وستترك معظم الناس خلفها. وهكذا تنقسم البشرية إلى أنواع مختلفة، ويصبح الأغنياء للمرة الأولى في التاريخ نوعًا مختلفًا عن الفقراء، وهو أكبر تفاوت في التاريخ. وستختفي وظائف كثيرة، لكن ستظهر وظائف جديدة. والمشكلة الأساسية ليست الغياب المطلق للعمل، بل إعادة تدريب الناس. وسيضطرون إلى تغيير وظائفهم مرارًا والتعلم طوال حياتهم. ولا يهيئهم نظام التعليم الحالي لذلك. والطريقة الوحيدة للتعامل معه هي التعاون العالمي».