طريقة تصوير بدون عدسات تتيح مراقبة الخلايا الحية على المدى الطويل

اعتمد علم الأحياء الخلوي طويلاً على تقنيات الفحص المجهري التي تتطلب صبغات خاصة أو علامات فلورية لتصور الهياكل والديناميات الخולية. على الرغم من أن هذه الطرق أدت إلى إنجازات علمية لا تُحصى، إلا أن لها عيوباً كبيرة. فالعديد من الصبغات سامة للضوء، مما يعني أنها يمكن أن تضر أو تقتل الخلايا الحية التي تهدف إلى إبرازها. علاوة على ذلك، غالباً ما تتداخل العلامات مع العمليات الخلوية الطبيعية، مما يغير السلوك ويحد من مدة التجارب. كما أن المجاهر التقليدية ضخمة ومكلفة، وتتطلب إخراج العينات من بيئات حاضنة خاضعة للرقابة أثناء المراقبة.

لمعالجة هذه القيود، صمم فريق بحثي بقيادة جامعة تامبيري نظام تصوير مبتكر بدون عدسات. فبدلاً من استخدام البصريات الزجاجية المعقدة لتكبير الضوء وتركيزه، يلتقط هذا الجهاز المدمج أنماط حيود مباشرة من العينة باستخدام مستشعر رقمي. ثم تقوم خوارزميات حاسوبية متقدمة بإعادة بناء هذه الأنماط لتصبح صوراً كمية عالية الدقة للعينة البيولوجية. ونظراً لأن الأجهزة مبسطة بشكل ملحوظ، فإن وحدة التصوير بأكملها صغيرة بما يكفي لتناسب مباشرة داخل حاضنة استنبات الخلايا القياسية.

إن الآثار المترتبة على هذه التكنولوجيا بالنسبة للبحوث البيولوجية والتطبيقات الطبية الحيوية عميقة للغاية. فمن خلال إلغاء متطلبات الصباغة، يتيح النظام مراقبة مستمرة وغير جراحية للخلايا الحية على فترات زمنية طويلة، تتراوح من ساعات إلى عدة أيام. يمكن للباحثين الآن مراقبة الأحداث الخلوية الديناميكية، مثل الانقسام والهجرة والتغيرات الشكلية، في الوقت الفعلي دون تحفيز الإجهاد الكيميائي. يفتح هذا التدفق المستمر للبيانات الكمية الدقيقة آفاقاً جديدة لدراسة الظواهر البيولوجية المعقدة.

بالإضافة إلى الأبحاث الأساسية، فإن الطبيعة المدمجة والخالية من العلامات لطريقة التصوير بدون عدسات تبشر بالخير في مجالات تطبيقية مثل اكتشاف الأدوية والطب التجديدي. وغالباً ما تتطلب الاختبارات الصيدلانية ملاحظة تفاعل مزروعات الخلايا مع مركبات مختلفة على مدار فترات طويلة. إن النظام القادر على مراقبة هذه التفاعلات باستمرار داخل الحاضنة يقلل بشكل كبير من تكاليف العمالة والأخطاء البشرية. علاوة على ذلك، فإن التكلفة المنخفضة لأنظمة بدون عدسات يمكن أن تقرب التحليل الخلوي المتقدم للمختبرات ذات الميزانيات المحدودة.

في الختام، يمثل تطوير تقنية التصوير هذه من قبل جامعة تامبيري خطوة أمامه هامة في الفحص المجهري البصري وعلم الأحياء الخلوي. ومن خلال إزالة حواجز الفحص المجهري التقليدي، تمهد الطريقة الطريق لدراسات خلوية أكثر دقة واستمراراً. مع انتقال البحث نحو اعتماد أوسع، فإنه مستعد لتغيير الطريقة التي يلاحظ بها العلماء لبنات الحياة الأساسية ويفهمونها.