يعيش أكثر من نصف مليون شخص في المملكة المتحدة مع مرض الأمعاء الالتهابي (IBD)، وفقًا للجمعية البريطانية لأمراض الجهاز الهضمي، حيث يُعدّ داء كرون والتهاب القولون التقرحي الشكلين الرئيسيين. يمكن أن تتطور هذه الحالات في أي عمر، لكن الخبراء يقولون إنها تُشخَّص غالبًا بين سن 15 و40 عامًا، وهو توقيت بالغ الإزعاج للإصابة بمرض غير قابل للشفاء، خاصة مع انشغال التعليم والعمل والعلاقات.

الآن يأمل الباحثون أن يساعد ميكروسكوب فريد من نوعه في فهم هذه الأمراض وإيجاد علاجات جديدة. يقع الميكروسكوب في معهد روزاليند فرانكلين في حرم هارويل للعلوم والابتكار في أوكسفوردشاير، حيث تعمل الدكتورة كارينا بومبو-غارسيا كقائدة مجموعة.

وقالت بومبو-غارسيا: "ما يمكن أن تقدمه تقنية الميكروسكوب هذه وما يقدمه العلم الذي نقوم به في المختبر هو حقًا فهم الآلية [لمرض الأمعاء الالتهابي] بشكل أفضل. مع مرض الأمعاء الالتهابي، ومع العديد من الأمراض الأخرى التي نتعاون مع مجموعات أخرى لدراستها، توجد بعض العلاجات، لكن ربما لا تزال هذه العلاجات ليست الأفضل أو الأكثر استهدافًا التي يمكننا القيام بها لأننا... لا نفهم المرض بشكل كامل من الأساس".

بغلافه الأسود وخراطيمه الرمادية وكثرة أسلاكه، يبدو الميكروسكوب غير ملحوظ بشكل ملحوظ. كما أنه ليس قطعة تقنية عادية. فهو يعمل بدقة تبلغ 10 أضعاف دقة الميكروسكوب الضوئي التقليدي، مما يسمح للباحثين برؤية تفاصيل تصل إلى 20 نانومترًا فقط في الحجم.

لتحقيق ذلك، يستخدم الميكروسكوب، الملقب بـ"كوري"، تقنية ليزر مزدوجة تُعرف باسم ميكروسكوبية استنفاد الانبعاث المحفز (STED)، والتي منحت مخترعيها جائزة نوبل في الفيزياء عام 2014. في هذا الإعداد، يتم وسم الميزات محل الاهتمام داخل الخلايا بعلامات فلورية تمتص الطاقة من شعاع الليزر الأول ثم تنبعث منها ضوء، أو فلورة. يتداخل شعاع ليزر ثانٍ على شكل كعكة مع المنطقة المضاءة بالشعاع الأول. والأهم من ذلك، أن هذا الشعاع الثاني "يطفئ" الفلورة داخل حلقته الخارجية، مما يعني أن الفلورة تُكتشف فقط من مركز الكعكة، وهي منطقة صغيرة جدًا.

وقالت بومبو-غارسيا: "هذا يسمح للميكروسكوب بتمييز الهياكل المتقاربة جدًا أكثر مما هو ممكن باستخدام ميكروسكوب فلوري تقليدي، مما ينتج صورًا بدقة استثنائية عالية".

يحتوي الميكروسكوب أيضًا على ميزات إضافية، مما يجعله الوحيد من نوعه في المملكة المتحدة. وتشمل هذه مرايا قابلة للتشوه يمكنها تصحيح التشوهات البصرية الناتجة عن العينة. وقالت: "هذا يسمح للباحثين بالحصول على صور واضحة من أعماق أكبر داخل الأنسجة السميكة نسبيًا والأعضاء المصغرة. كما يحتوي على منصة مُتحكَّم في درجة حرارتها، مما يتيح دراسة الخلايا الحية والأعضاء المصغرة في ظروف قريبة من درجة حرارة الجسم الطبيعية".

يستخدم ديميتريوس إيوانيديس، طالب دكتوراه، الميكروسكوب لفهم كيف تتجمع الخلايا التي تبطن أعضاءنا الداخلية، بما في ذلك الأمعاء، وتنشئ حواجز واقية. وقال: "لكي يحدث هذا، لدينا مركبات بروتينية محددة، نفترض أنها قد تتغير بمرور الوقت. لذا باستخدام هذه المعدات، نستطيع تصور هذه المركبات بما يتجاوز ما [يمكننا رؤيته بـ] ميكروسكوب تقليدي"، مضيفًا أنه كان ينظر في كيفية تغير بنية هذه المركبات البروتينية من التطور الجنيني إلى مرحلة البلوغ. وقال: "إذا تغيرت البنية، تتغير الوظيفة".

وأشار إيوانيديس إلى أنه من خلال فهم ما يجب أن تبدو عليه الأنسجة السليمة، ثم مقارنة وفهم الاختلافات التي تظهر لدى المصابين بالمرض، هناك إمكانية لتسليط الضوء على ما حدث بشكل خاطئ. وقال: "وبعد ذلك إذا عملت وحفرت أعمق قليلاً، يمكنك أن تجد السبب الجذري لبعض الأمراض التي تصيب الأفراد"، مشيرًا إلى أن هذا يشمل مرض الأمعاء الالتهابي.

تم الكشف عن الميكروسكوب من قبل وزير العلوم كريس ماكدونالد، إلى جانب الإعلان عن تمويل بقيمة 67 مليون جنيه إسترليني لمعهد روزاليند فرانكلين على مدى السنوات الخمس المقبلة اعتبارًا من أبريل 2027.