“تشابك” الجزيئات في خرق فيزيائي يحرز تقدما في الحوسبة الكمومية

يعمل الباحثون في المجلس الأوروبي للأبحاث النووية، أحد أكثر المختبرات شهرة في العالم، على درس الجسيمات الأولية سعياً إلى حل ألغاز الكون، لكن جهودهم تتيح أيضاً توسيع نطاق علاج بعض أنواع السرطان التي كانت تعد حتى الآن مميتة.

ويستخدم الباحثون في المركز الواقع في منطقة سويسرية على الحدود مع فرنسا قرب مدينة جنيف، مسرعات الجسيمات العملاقة لإيجاد طرق لتوسيع نطاق العلاج الإشعاعي للسرطان، وتالياً معالجة الأورام التي يصعب الوصول إليها، والتي يؤدي العجز عن بلوغها إلى وفاة حتمية للمرضى.

يقف روبرتو كورسيني، وهو منسق مختبر “كلير” (CLEAR) في قلب المجلس، إلى جانب مسرع خطي كبير للجزيئات، وهي عارضة معدنية طولها 40 متراً مع أنابيب مغلفة بورق الألمنيوم عند أحد الأطراف، ومجموعة أدوات قياس وأسلاك من كل الألوان.

وقال كورسيني لوكالة الصحافة الفرنسية خلال زيارة إلى الموقع، أخيراً، إن البحث في الموقع يهدف إلى إنشاء حزم عالية الطاقة من الإلكترونات يمكن أن تساعد في نهاية المطاف في محاربة الخلايا السرطانية بشكل أكثر فاعلية.

وأوضح كورسيني أن الهدف يكمن في تطوير “تكنولوجيا لتسريع الإلكترونات ذات الطاقات اللازمة لعلاج الأورام العميقة التي تزيد على 100 مليون إلكترون فولت”. وتتمحور الفكرة حول استخدام هذه الإلكترونات عالية الطاقة مع طريقة معالجة جديدة واعدة تُسمى “فلاش” (FLASH).

تقوم هذه الطريقة على توصيل جرعة الإشعاع في بضع مئات من الألف من الثانية، بدلاً من بضع دقائق كما الحال حالياً. وقد ثبت أن هذا الأسلوب له التأثير المدمر نفسه على الورم المستهدف، لكنه يسبب ضرراً أقل بكثير للأنسجة السليمة المحيطة.

وقال المسؤول عن نقل المعارف في المجلس الأوروبي للأبحاث النووية بنجامين فيش إن العلاج الإشعاعي التقليدي “يتسبب في أضرار جانبية”.

وأوضح للصحافيين أن تأثير العلاج القصير والمكثف بتقنية FLASH يتمثل في “تقليل الخطر على الأنسجة السليمة مع إتلاف الخلايا السرطانية بشكل مناسب”.

واستخدمت تقنية FLASH لأول مرة على المرضى في عام 2018 استناداً إلى المسرعات الخطية الطبية المتاحة حالياً، والتي توفر حزماً إلكترونية منخفضة الطاقة من نحو ستة إلى 10 ملايين إلكترون فولت.

مع ذلك، في مثل هذه الطاقة المنخفضة، لا يمكن للحزم أن تخترق بعمق، وتالياً فإن هذا العلاج الفعال للغاية لم يستخدم حتى الآن إلا في الأورام السطحية، مثل سرطانات الجلد، لكن العلماء الفيزيائيين في المجلس الأوروبي للأبحاث النووية يتعاونون حالياً مع المركز الجامعي لمنطقة فود (CHUV) في مدينة لوزان السويسرية لتطوير آلة قادرة على إرسال شعاع من الإلكترونات من 100 إلى 200 ميغا إلكترون فولت، ما من شأنه القضاء على الأورام التي يصعب الوصول إليها.

وغالباً ما تعد الأورام السرطانية العميقة التي لا يمكن علاجها بالجراحة أو العلاج الكيماوي أو الإشعاعي التقليدي بمثابة حكم مبرم بالإعدام للمرضى.

وقال رئيس قسم الأشعة في مركز CHUV جان بوريس إن السرطانات التي “لا يمكننا علاجها في الوقت الحالي ستكون الأهداف” التي سيجري التركيز عليها. وأشار إلى أنه بالنسبة لهذه السرطانات “التي قد تمثل ثلث الحالات، فقد يغير ذلك المعادلة”.

ويأمل الباحثون خصوصاً في أن تتيح طريقة FLASH، بتأثيرها الأقل ضرراً على الأنسجة المحيطة، مهاجمة الأورام الموجودة في الدماغ أو قرب الأعضاء الحيوية الأخرى. ويتمثل أحد التحديات في جعل المسرع القوي مضغوطاً بما يكفي للسماح باستخدامه في المستشفى.

وفي المجلس الأوروبي للأبحاث النووية خصصت قاعة كبيرة لمسرع CLEAR الذي يتطلب 20 متراً لدفع الإلكترونات إلى مستوى الطاقة المطلوب، و20 متراً إضافية لتكييف الحزمة وقياسها وتسليمها، لكن روبرتو كورسيني يرى أن CERN مزود بالقدرة اللازمة “للتسريع في مساحة أصغر”. وسيهدف النموذج الأولي الذي يتم تصميمه بالتعاون مع مركز CHUV إلى إنجاز المهمة باستخدام آلة بطول 10 أمتار.

وفقاً لكورسيني، فإن هذا الحل “يخفض الكلف، ويقلل من استهلاك الطاقة وتنوعها، ويمكن تثبيته بسهولة في المستشفى من دون الحاجة إلى بناء مبنى كامل”.

وقال بوريس إنه من المتوقع أن يبدأ صنع النموذج الأولي في فبراير (شباط) 2023، ويمكن أن تبدأ التجارب السريرية على المرضى في عام 2025 “إذا سارت الأمور على ما يرام”.