القاهرة : الأمير كمال فرج.

يبدو الحل الذي قدمه أوش أغابي لإحدى أصعب مشاكل التكنولوجيا الحيوية وكأنه حلمة أرجوانية لامعة بحجم عجلة القيادة. غير واضح. هل تصدر صوتًا أو نبضا أو همهمة. حلمة أرجوانية معلقة على الحائط ، تجلس بهدوء وتفوح منها رائحة.

كتب زاك شونبرون في تقرير نشرته وكالة Bloomberg أن "المطارات ، الساحات ، المصانع ، الناس - كلها كريهة الرائحة، ورائحتها كريهة بطرق معينة. نحن نعلم هذا لأن أنوفنا تخبرنا بذلك. لكن محاولات إعادة إنشاء أقدم تجربة حسية لدينا باستخدام الآلات والتكنولوجيا كانت ضعيفة بشكل محزن. قد تكون الأجهزة اليومية الحديثة ذكية بما يكفي للتعرف على وجوهنا وأصواتنا وقراءة نبضاتنا وتتبع حركاتنا، لكنها لا تشم. أفضل مثال جهاز تجاري يمكنه التقاط الإشارات الكيميائية في الهواء بشكل موثوق لم يتغير منذ سنوات. يطلق عليه كاشف الدخان".

اختراق حسي

لكن شركة كونيكو Koniku، التي أسسها أغابي عام 2015 ، تقول إنها وصلت إلى اختراق حسي. في يوليو، أبرمت الشركة اتفاقية مع أكبر شركة تخمير في العالم ، Anheuser-Busch InBev ، لنشر طائرة كونيكور  Konikore ، أو الفقاعة الأرجوانية ، لقياس كيف يتم إدراك النوتات العطرية للشراب وتجربتها من قبل الأنف ، بهدف تعزيز النكهة.

وفي الأسابيع القليلة المقبلة، من المتوقع أن تبدأ طائرة كونيكور في الظهور في بعض صالات المطارات الأمريكية، بفضل الشراكة مع شركة إيرباص الموجهة نحو الكشف عن القنابل.

وقعت شركة كونيكو أيضًا صفقة تطوير مع الشركة المصنعة لأجهزة الاستشعار الإلكترونية Thermo Fisher Scientific لإنشاء طريقة للكشف عن آثار الماريجوانا على الأشخاص المشتبه في القيادة تحت تأثير المخدرات.

كاميرا الروائح

يقول أغابي : "ما فعلته الكاميرا من أجل الرؤية، نقوم به الآن من أجل الشم". "أعتقد أننا أول شركة تصنع كاميرا للروائح، الفرق مع "كاميرا" كونيكو هو أن الغلاف الأرجواني يحتوي على خلايا عصبية حية صغيرة. يتم تعليقها داخل محلول خاص مصمم لتكرار الغشاء المخاطي، طبقة الغشاء المرتفعة في تجاويف الأنف لدينا. تحتوي الخلايا على بروتينات غشائية محددة مبرمجة للتعرف على جزيئات الرائحة، تمامًا مثل تلك الموجودة في أنفنا والتي يمكن أن تشم".

وأضاف أن "التفاعل يؤدي إلى سلسلة من إشارات الأحداث، مما يؤدي في النهاية إلى قارئ رقاقة يفسر المستقبلات التي تم تشغيلها، والتعرف الدقيق على الرائحة".

شم الأمراض

كونيكو واحدة من ثلاث شركات ناشئة على الأقل تحاول إخراج إنجازاتهم في مجال التكنولوجيا الحيوية في اكتشاف الروائح من المختبر. معًا يتسابقون من أجل المستثمرين والعملاء والموافقة التنظيمية.

كان أحداها شركة أروميكس Aromyx ، في ماونتن فيو ، كاليفورنيا ، التي تختبر كيفية تفاعل منصتها القائمة على المستقبلات في وجود مجموعة متنوعة من الأمراض، بما في ذلك سرطان البنكرياس وسرطان البروستاتا والملاريا. بدأ ذلك قبل أن تجبر جائحة 19-COVID العالم على إعادة النظر في ما يمكن أن يحوم حولنا في الهواء.

تتمثل رؤية شركة أروميكس في تقليل حجم الأداة التي تقوم عليها تقنية نظامها المعتمد على المختبر إلى حجم اختبار الحمل، القادر على إخبارك بأنك مصابة بالسرطان أو 19-COVID  (أو الأفضل من ذلك ، لا شيء).

بالإضافة إلى أروميكس Aromyx وكونيكو  Koniku ، هناك أريبال Aryballe ، وهي شركة فرنسية ناشئة اجتذبت دعمًا من سامسونج Samsung Electronics وهيونداي Hyundai لمستشعرها المحمول NeOse Advance، يحتوي جهاز أريبال على ببتيدات ، أو أجزاء من البروتينات ، تعمل في الغاز بدلاً من السائل مثل كونيكور.

بالنسبة إلى أفيري جيلبرت وغيره من علماء الرائحة المخضرمين ، فإن المعركة من أجل تفوق أجهزة استشعار الرائحة تذكرنا بأواخر التسعينيات وأوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، عندما أدت التطورات في أبحاث حاسة الشم إلى موجة من الأجهزة الإلكترونية ذات الأسماء الجذابة - AromaScan ، و Cyranose ، و ScenTrak. لم يرق أي منهم إلى مستوى الضجيج وأصبح قريبًا من قارئ الروائح العالمي.

أكد جيلبرت إن نظام الاستنشاق البيولوجي لديه القدرة على فعل المزيد. يقول: "شعوري أنه يجب أن يكون أكثر فاعلية". "أنت تستخدم ما تستخدمه أنوف الثدييات. إنه أقرب إلى ما نشمّه ونريد أن نشمّه".

الخصائص العطرية للمرض

نظرًا لأن الرائحة ذاتية للغاية، ناهيك عن أن الأطباء قد يفوتون شيئًا ما إذا كانوا يعانون من نوبة من حمى القش، فإنها لا تعتبر بشكل عام طريقة تشخيصية موثوقة. لكن الخصائص العطرية للمرض يمكن أن تخبرنا بشيء ما، باستخدام المستشعر الصحيح.

عندما يهاجم الفيروس خلية سليمة، فإنه يغير نشاط التمثيل الغذائي للخلية، مما ينتج عنه منتجات ثانوية غير طبيعية تدخل مجرى الدم وتخرج في النهاية عن طريق التنفس أو العرق أو البول. يتم تصنيف هذه المنتجات الثانوية، والتي يمكن أن تشمل الأسيتون والأيزوبرين والميثانول، على أنها مركبات عضوية متطايرة أو مركبات عضوية متطايرة.

يمكن للأفراد الأصحاء إنتاج آلاف المركبات العضوية المتطايرة في نفس واحد. قد ينفث الشخص المريض المؤشرات الحيوية للمرض. يقول أغابي : "من الناحية النظرية، يجب أن يكون هذا هو أقرب اكتشاف ممكن لأي حدث عدوى محتمل". "أنت تقيس ناتج خلية مصابة. يمكن أن يحدث ذلك قبل أن تحصل على أي تكاثر فيروسي بوقت طويل ".

كل ما تبقى هو توسيع نطاق تقنيتها الخاصة بحاسة الشم بنجاح، والتعبئة المسبقة للمستقبلات بأمان ، وجعلها سهلة بما يكفي لاستخدامها في مكتب الطبيب، وإقناع إدارة الغذاء والدواء الأمريكية بعدم ضررها. النجاح ليس مضمونًا ، لكن شركة أروميكس تخطط لبدء المحاولة في الأشهر القليلة المقبلة.

 فيزياء صعبة

يسأل أغابي  "لماذا كان حل حاسة الشم دائمًا بهذه الصعوبة؟"، ويجيب إن "الفيزياء التي تعتمد عليها صعبة للغاية. الرؤية ، نسبيا ، مشكلة سهلة. عندما يرى الناس شيئًا ما ، لديك هذه الفوتونات التي تتفاعل مع أجهزة الاستشعار التي تحول تلك الطاقة. هذه عملية بسيطة جدًا ، لأن هذه جزيئات طاقة بالتعريف. الصوت هو ضغط للهواء - جسيم نشط. لكن الرائحة وحش مختلف ".

بالمقارنة مع ما نعرفه عن الرؤية والسمع ، فإن فهمنا لعملية حاسة الشم ، سواء كان استنشاق جزيء ما أو إدراك الرائحة ، يظل في العصور المظلمة. إليك ما نعرفه: حوالي 400 نوع من المستقبلات في أنوفنا تلتقط الجزيئات المحيطة التي تتمايل في الهواء. تثير هذه الجزيئات تفاعلًا متسلسلًا معقدًا يتحول في النهاية إلى إدراك ، أو إشارة. الإشارات تشق طريقها حول أدمغتنا: قهوة ، تحميص غامق ؛ صباح عيد الميلاد؛ مطبخ أمي.

مستقبلات الأنف لدينا قادرة على تمييز مليارات، إن لم يكن تريليونات، من الروائح، خاصة تلك التي تعمل كمكونات نكهة للطعام أو الشراب. تحاول أحدث تقنيات الشم تقليد هذا من خلال الاعتماد على مجموعة من التخصصات، من علم الأعصاب والكيمياء العضوية إلى التعلم الآلي وعلوم البيانات - ومؤخراً علم الأوبئة.

لأسباب واضحة، حصل اكتشاف الأمراض المعتمد على الرائحة على نظرة جديدة خلال العام الماضي. بالنسبة للبعض، فإن الحلم بجهاز يمكن أن يندمج في الخلفية ويراقب تنفس شخص ما أو عرقه بحثًا عن المرض لم يكن أقرب إلى الواقع أبدًا.