مع التحديثات شبه المستمرة حول عدد حالات الإصابة المؤكدة بفيروس كوفيد-19 عالميًا، ربما تكون قد سمعت عن طرق مختلفة للكشف عن الفيروس المسبب للمرض. ورغم وجود عدة طرق مثبتة وفعّالة للكشف عن الفيروس، فإن المختبرات حول العالم تُجري تجارب على اختبارات وطرق جديدة لتوفير فحص أسرع وأكثر موثوقية. وعلى الرغم من هذه التطورات الجديدة، يبقى اختبار RT-PCR هو المعيار الذهبي لاختبارات كوفيد-19.

يُعد تفاعل البوليميراز المتسلسل للنسخ العكسي (RT-PCR) طريقةً موثوقةً وحساسةً للغاية للكشف عن فيروس SARS-CoV-2، المُسبب لمرض كوفيد-19. ورغم إمكانية إجراء الاختبار على أجهزةٍ مكتبيةٍ قادرةٍ على تحليل عينةٍ واحدةٍ أو بضع عيناتٍ في المرة الواحدة، إلا أن معظم اختبارات RT-PCR تُجرى بواسطة محطات عملٍ كبيرةٍ قادرةٍ على معالجة آلاف العينات يوميًا، وتوجد في المستشفيات والعيادات ومراكز الاختبار المتخصصة.

إليكم نظرة عامة على كيفية عمل اختبار RT-PCR:

تُعالج عينة الاختبار (عادةً ما تُؤخذ بمسحة من حلق المريض أو أنفه) بمواد كيميائية لإزالة الدهون والبروتينات، مما يسمح باستخلاص الحمض النووي الريبي (RNA) للفيروس. (يُذكر أن فيروس SARS-CoV-2 يحتوي على الحمض النووي الريبي فقط، ولا يحتوي على الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA)). ثم يُحوّل الحمض النووي الريبي إلى حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين باستخدام إنزيم النسخ العكسي (وهذا هو الجزء "RT" من "RT-PCR"). هذه الخطوة ضرورية لأن الحمض النووي الريبي لا يمكن تضخيمه أو نسخه، بينما يمكن تضخيم الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين. تُضاف شظايا قصيرة من الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (تُسمى "البادئات") مُكملة للحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين الفيروسي. إذا كان الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين الفيروسي موجودًا، فإن هذه الشظايا ترتبط بالأجزاء المستهدفة منه. بعد ذلك، يُسخّن المزيج ويُبرّد بشكل دوري لتحفيز التفاعلات الكيميائية، باستخدام نوع من الإنزيمات يُعرف باسم البوليميراز، لإنشاء نسخ من الأجزاء المستهدفة من الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين الفيروسي. تُعرف عملية نسخ أجزاء الحمض النووي باسم "التضخيم"، وتستغرق عادةً من 20 إلى 40 دورة، حيث تُضاعف كل دورة كمية الحمض النووي المستهدف. ومع نسخ الحمض النووي المستهدف، يتم تنشيط جزيء فلوري (يُسمى "المسبار")، مُطلقًا صبغة فلورية. وعندما يتجاوز مستوى الفلورة مستوىً أساسيًا، أو كمية مستهدفة، يتم تأكيد وجود الفيروس. ويُشير عدد الدورات، أو عمليات التضخيم، اللازمة للكشف عن الفيروس إلى شدة العدوى.

لذا فإن طريقة اختبار RT-PCR تتضمن مجموعة من التفاعلات الكيميائية والبيولوجية البسيطة نسبيًا ولكنها حساسة للغاية... ولكن ما علاقة الحركة الخطية والأتمتة بهذه العملية؟

أولاً، تُتيح الأتمتة، ولا سيما أنظمة الحركة الخطية، إمكانية إجراء الكم الهائل من اختبارات RT-PCR المطلوبة خلال حالات الطوارئ الصحية العالمية، مثل تفشي متلازمة الالتهاب الرئوي الحاد (سارس) أو جائحة كوفيد-19. ولا يقتصر الأمر على تحميل العينات والمواد الاستهلاكية وتفريغها ونقلها عبر مختلف مراحل العملية، بل يتطلب الأمر أيضاً التعامل مع السوائل في مراحل رئيسية من إجراء الاختبار.

فيما يلي بعض الأمثلة على كيفية استخدام أنظمة الحركة الخطية في اختبار RT-PCR:

تقوم روبوتات جسرية مزودة بأذرع دوارة بإزالة الأغطية من أنابيب العينات. أما روبوتات معالجة السوائل - وهي عادةً أنظمة كارتيزية أو جسرية صغيرة - فتستخلص العينات من أنابيب وأطباق العينات وتوزع الإنزيمات السائلة فيها. وتنقل المحركات الخطية أو السيور الناقلة العينات - بشكل فردي أو في صوانٍ - عبر محطة العمل في كل خطوة من خطوات عملية الاختبار. كما تقوم المحركات الخطية بوضع الملصقات والرموز الشريطية على العينات.

بالطبع، يمكن إنجاز كل هذه المهام بواسطة عمال بشريين، لكن المحركات الخطية والروبوتات قادرة على العمل بسرعة أكبر ولمدة أطول من البشر. كما أنها تعمل بدقة متناهية، دون أي أخطاء في وضع الملصقات أو تسريب العينات أو الكواشف الحساسة.

عندما تُنفَّذ هذه الوظائف بواسطة أنظمة خطية آلية، يزداد عدد الاختبارات التي يمكن إجراؤها في الساعة أو اليوم، ويقلّ معدل الأخطاء، وتتحسن القدرة على تتبع العينات. كما تتحسن سلامة العاملين في العيادات والمختبرات، نظرًا لانخفاض احتمالية تعرضهم للعدوى.

كل هذا يعني أن الأطباء والمعالجين والمرضى يحصلون على نتائج اختبار موثوقة في أقصر وقت ممكن.