رسائل علمائنا فى الخارج «2»

شباب العلماء المغتربين باليابان واستراليا وأمريكا وأوروبا يواصلون عرض بحوثهم فى مجال معالجة المياه ومكافحة الأمراض وتحسين نوعية الحياة بالعشوائيات

فى استجابة لمبادرة الأهرام لفتح قنوات التواصل مع شباب العلماء المغتربين بالخارج لإلقاء الضوء على مجالاتهم البحثية وفرص نقل الخبرات العلمية والتقنية للوطن، تلقينا على مدار الأيام الماضية فيض من الرسائل من شباب الباحثين والذين يعملون ويدرسون فى كبرى الجامعات والمراكز البحثية فى اليابان واستراليا والولايات المتحدة والعديد من الدول الأوروبية وفى تخصصات بالغة الأهمية مثل معالجة المياه بتكنولوجيا النانو وتصميم المحركات متناهية الصغر وبحوث صناعة الدواء والأمصال إضافة إلى دراسات تحسين جودة الحياة بالعشوائيات وبحوث جينوم السرطان وتقنيات الكشف المبكر عن الأمراض الوراثية.
وإذ نستكمل اليوم الحلقة الثانية من رسائل الباحثين المغتربين آملين أن تحظى الصفحة باهتمام الدولة وكافة فئات المجتمع، فتلك الوجوه المصرية تشارك اليوم ضمن منظومة البحث العلمى الدولى وتمثل مصر فى الكثير من الدراسات العالمية بل وتنتج براءات اختراع تسهم فى تعزيز الصناعة ودراسات الدواء. ولقد حاولنا قدر المستطاع انتقاء وتنويع الموضوعات التى طرحها الباحثون على وعد أن يستمر عرض الرسائل الأخرى فى الأسابيع التالية. فهؤلاء الشباب أحق الناس أن يتصدروا المشهد لما يقدمونه من دراسات وابتكارات هامة للعلم والإنسانية.
كريم شلش ومحركات متناهية الصغر بلا زيت
كريم شلش حاصل على البكالوريوس والماجستير فى الهندسة الميكانيكية من الأكاديمية العربية للعلوم والتكنولوجيا والنقل البحرى بالإسكندرية. وأعمل حاليًا باحثًا بمرحلة الدكتوراه بالمعهد الفيدرالى السويسرى للتكنولوجيا فى لوزان والمصنف من بين أفضل 20 جامعة على مستوى العالم فى مجال الهندسة والتكنولوجيا. أنا حاليا باحث دكتوراه فى معمل التصميمات الميكانيكية وتحديدا المحركات التوربينية متناهية الصغر المستخدمة فى توليد الطاقة الكهربائية والحرارية. تلك المحركات المتناهية الصغر تعانى من مشاكل تكنولوجيه عديدة أهمها مشكلة المحامل (Bearings) والتى نعمل على جعلها بلا زيت سائل للتزليق لتعمل بالغاز كالهواء مثلا. والتزليق بالغاز له عدة فوائد أهمها: السماح للتوربينات بالدوران بسرعات وعند درجات حرارة عالية. أيضًا عدم تلويث دائرة الديناميكا الحرارية بالزيت لما له من تأثير سلبى على كفاءة المحرك. بالإضافة إلى التخلص الكامل من دوائر التزييت مما يخفض من وزن المحرك واحتمالية الأعطال. تكمن أهمية البحث فى سياق محاولة استخدام تلك المحركات كمولدات فى شبكات الطاقة غير المركزية وكذلك فى صناعة محركات السيارات والطائرات. وبخصوص أهمية البحث لمصر فيمكن أن نستفيد منه كثيرًا فى ابتكار وتحديث صناعة ماكينات ومحركات توليد الطاقة, واستحداث شبكات الطاقة اللامركزية مما له من إمكانيات عظيمة فى ترشيد استخدام الطاقة.
عبير الطناوى والكشف المبكر عن الأمراض
اسمى عبير الطناوي، خريجة كلية العلوم جامعة القاهرة بتخصص مزدوج فى الكيمياء والحيوان وحاصلة على الماجستير فى مجال علم الغدد والهرمونات من جامعة كاليفورنيا بالولايات المتحدة الأمريكية وأعمل حاليا كباحث مساعد بجامعة أوريجون للعلوم والصحة بالولايات المتحدة الأمريكية وهى جامعة معروفة عالميا بسعيها إلى تطوير مجالات البحث العلمى المختلفة بدءا من علم البيولوجيا الجزيئية، والسرطان، وأمراض القلب إلى قضايا الصحة العامة. بدأ تخصصى العلمى فى تقنية قياس مطيافية الكتلة وهى تقنية تحليلية متقدمة لتحليل وترتيب العناصر المكونة لمادة أو جزيء بناء على حجم كتلة الجزيئات التى يتم شحنها داخل الجهاز إلى أيونات ثم قياس نسبة كتلتها إلى شحنتها. تميز هذه التقنية يأتى فى تعدد استخدامها فى مجالات مختلفة نظرا لدقة الجهاز المتناهية مثل تحليل السموم والهرمونات والعلامات البيولوجية للأمراض مثل مرض السرطان. موضوع بحثى هو تطوير طرق تحليل العلامات البيولوجية لفحص الأمراض الوراثية لحديثى الولادة خاصة مرض Cerebrotendinous xanthomatosis (CTX) الذى يندرج ضمن مجموعة من أمراض الخلل الجينى ويرتبط بترسيب نوع من الكوليسترول فى المخ والأنسجة الأخرى. هذا المرض بالتحديد يصعب رصده فى بداياته بالطرق الإكلينيكية المتعارف عليها على الرغم من سهولة علاجه وغالبا يتم تشخيص المريض فى سن متأخرة مما يزيد من صعوبة العلاج لتدهور الجهاز العصبى نتيجة المرض. وبالنسبة لأهمية هذا البحث فى مصر، فلقد أظهرت دراسات علمية حديثة ارتفاع معدل الأمراض الوراثية بين المصريين التى باتت مصدر قلق كبير على الصحة العامة. وبالتالى هذا البحث سينتج عنه طريقة تحليلية فائقة الدقة لفحص حديثى الولادة من هذا المرض وعلاجهم مبكرا قبل تقدمه. كما يمكن اعتماد هذه التقنية لتحليل أمراض وراثية أخرى مما يسهم فى الكشف والعلاج المبكر للمرضى ومنحهم فرصة للحياة بصورة أفضل.
فريدى جونى وتطوير صناعة الدواء
أنا فريدى جونى حاصل على درجة الدكتوراه من جامعة كانبرا فى استراليا، فى مجال الكيمياء العضوية التشييدية وحاليا باحث بمجموعة البروفيسور بيل ماهر بنفس الجامعة. مجال بحثى يهدف إلى تطوير محفزات كيميائية جديدة وتطبيقاتها فى اكتشاف تفاعلات كيميائية جديدة وتحديد نطاقها وحدودها حيث تسهم هذه المحفزات الجديدة فى توفير وسيلة فعالة للوصول إلى مركبات دوائية أكثر فاعليه بشكل أبسط وبتكلفة أقل. وقد أدى مجهودى فى هذا المجال إلى ابتكار محفز ناجح جدا بالمقارنة بالمحفزات المعروفة، وقمنا بتسجيله كبراءة اختراع باسم الجامعة وبيعه لشركة كيماويات مشهورة بالولايات المتحدة الأمريكية. ومثال ممتاز للتوضيح فعقار ريتالين وهو دواء تم تطويره لعلاج اضطراب نقص الانتباه وفرط النشاط حيث يتم تحضيره صناعيا فى تسع خطوات مما يجعل العملية مكلفة بشكل كبير وتستغرق وقتا طويلا. ولكن باستخدام هذا النوع من المحفزات، يتم الحصول على ريتالين أكثر فاعلية فى خطوتين فقط وفى وقت أقل مما سبق وبتكلفة أقل. وبالنسبة لأهمية هذا النوع من البحوث لمصر، من المؤكد أنه يمكننا أن نستفيد كثيرا من الاستثمار فى هذا المجال سواء على مستوى البحوث الأساسية أو بفتح الباب لتطبيقاته الصناعية مما سيسهم فى دعم صناعة الدواء والصناعات الكيميائية بشكل عام.
أميرة عبدالرحمن وتحسين الحياة بالعشوائيات
أنا أميرة عبد الرحمن باحث مساعد فى تكنولوجيا التصميم بجامعة هارفارد بأمريكا. يهدف مجال تكنولوجيا التصميم بجامعة هارفارد لنشر ثقافة الإبداع والابتكار عن طريق تطوير التكنولوجيا والبرامج للمهندسين والمصممين لتكون بمتناول الجميع. فى هذا المجال يوجد 4 مواضيع فرعية للمشاريع البحثية: التصميم الرقمى والبرمجة، التصميم التفاعلي، التصنيع الرقمي، والمواد الذكية. أولاً، فى مجال التصميم الرقمى والبرمجة، نبدأ بكتابة برامج لحساب وإيضاح المواضيع والمسائل معقدة للمهندسين المعماريين والمصممين. تلك البرامج تشرح وتوضح تلك المسائل بطريقة سهلة ومبسطة حتى يستطيع أى أحد أن يطبقها. أحد أمثلة تلك البرامج هو برنامج لتطوير العشوائيات فى مصر. هذا البرنامج يطبق معادلات نظرية التهوية عن طريق الطفو الذى يعتمد على الكتلة الحرارية للمبنى ومساحات الفتحات والنوافذ وبالتالى يمكن شرح هذه الظاهرة بطريقة تفاعلية ويعطيك اقتراحات عديدة عن كيفية تغير أى مبنى فى العشوائيات لضمان تهوية طبيعية فى المبنى طوال العام دون استخدام أجهزة تكيف مما يسهم فى نوعية الحياة بالعشوائيات.
ثانى مجال هو التصميم التفاعلى عن طريق أجهزة الاستشعار حيث يستطيع الإنسان التفاعل مع البيئة المحيطة ويتحكم بها. أحد أمثلة المشاريع التى طورناها هى إمكانية توجيه المصمم للروبوت عن بعد بتحريك يده فقط حركات سهلة وبسيطة بدون سابق خبرة. أما عن مجال التصنيع الرقمي، فالكثير يتنبأ بمستقبل باهر لهذا المجال وهو كيفية استخدام ماكينات التحكم الرقمى والطباعة ثلاثية الأبعاد فى صناعة كل شيء من تصميمات صغيرة لماكينات أخرى. نحن نعمل على جعل هذه الأجهزة سهلة الاستخدام لأى إنسان بدون خبرة مسبقة، حتى للأطفال و صغار المبتكرين. آخر مجال و هو المواد الذكية وهو تطوير مواد جديدة ذكية تتفاعل مع عوامل البيئة المحيطة حيث ابتكرنا نظاما لواجهة أحد المبانى بمصر مزود بالمشربيات ومستوحى من العمارة الإسلامية وبفضل التقنيات المستحدثة يمكن للمشربيات وفتحات التهوية الفتح والغلق ذاتيا مع تغير حرارة الجو ومعدل السطوع لأشعة الشمس. هذا النظام يسهم بشكل كبير فى توفير الكهرباء بنسبة 30٪ وتحسين نوعية الحياة للسكان.
مى صبرى وبحوث جينوم السرطان
مى صبرى عالمة أبحاث السرطان بجامعة كولدج لندن بالمملكة المتحدة. تخرجت من قسم الأحياء بالجامعة الأمريكية بالقاهرة حيث أدركت أهمية مجال علوم الأورام من خلال عملى التطوعى فى هيئات حكومية مختلفة. حصلت على درجة الماجستير فى الطب الجزيئى والدكتوراه فى علم مناعة السرطان من جامعة كولدج لندن. استكملت بحوث ما بعد الدكتوراه فى علم جينوم السرطان بجامعة هارفرد بالولايات المتحدة ومعهد هوبرخت فى هولندا. مجال بحثى هو التفاعل بين جهاز المناعة وخلايا السرطان، فالخلايا المناعية قادرة على استهداف وتدمير الأورام المتنامية، ويمكن استخدام هذه القدرة فى المعمل لابتكار وتطوير علاجات للأورام. تلك التقنية والمعروفة باسم العلاج المناعى تختلف عن العلاجات التقليدية للأورام فى قدرة الخلايا المناعية على التفرقة بين الخلايا السليمة والسرطانية. فعلى سبيل المثال، العلاج الكيميائى أو الإشعاعى يتسبب فى تلف الخلايا السليمة المحيطة بالورم أما فى العلاج المناعى فيستهدف المريضة فقط مما يجنب الآثار السلبية عن تلف الخلايا السليمة. يتركز بحثى على نوع من الخلايا المناعية المعروفة باسم "القاتل الطبيعي". هذه الخلايا تستهدف خلايا الجسم المصابة بالفيروس أو الورم و تدمرها دون التسبب فى ضرر للخلايا السليمة المحيطة. يتم حصد الخلايا المناعية من المرضى وتحسين وظائفهم المضادة للسرطان فى المعمل ثم يحقن المريض بنفس الخلايا المناعية لبدء العلاج. هذه الخلايا يمكنها تجنيد خلايا مناعية أخرى لمكافحة المرض و ضمان استجابة أطول للعلاج. ومن الممكن أن تستفيد مصر من علم العلاج المناعى للسرطان فى الكثير من البحوث لفهم دور جهاز المناعة فى مكافحة الأورام والفيروسات وإيجاد بدائل علاجية أفضل لأمراض السرطان المستعصية.
أحمد عليوة وظاهرة «إعادة التكوين»
اسمى أحمد عليوة، خريج كلية الزراعة جامعة القاهرة قسم التكنولوجيا الحيوية وحاصل على الدكتوراه فى علم الأجنة من جامعة ماساتيوشتس بالولايات المتحدة الأمريكية، وحاليا أعمل كباحث بمعهد كارولنسكا بالسويد وهو من أعرق المؤسسات البحثية فى أوروبا والعالم والمنوط باختيار الحاصلين على جائرة نوبل فى الطب أو الفسيولوجى كل عام أما مجال أبحاثى فهو دراسة ظاهرة "إعادة التكوين" وهى من الظواهر التى حيرتنى لسنوات طويلة فبعض الحيوانات تستطيع أن تعوّض أطرافها المفقودة. فالبُرص مثلا يستطيع بتر ذيله طواعية ليلهى بها حيوانا مفترسا ريثما يهرب ببقية جسمه وبعد ذلك يعوض ذلك الذيل المفقود بذيل جديد. والسَلَمَندَر وهو حيوان برمائى مثل الضفدع، إلا أن له ذيل، ويتميز بقدرة فريدة على تعويض الأطراف والأعضاء المفقود فى بضعة أسابيع. وإذا ما أحدثنا جلطة فى القلب أو المخ، عالج السلمندر الجزء المصاب بإزالة الخلايا الفاسدة وتعويضها بأخرى جديدة. وعلى ذلك فإن مجال بحثى هو دراسة السر وراء قدرة السلمندر على أعادة تكوين أجزائه المفقودة أو المصابة أملا فى التوصل لطرق تكسب الإنسان نفس القدرة. أقوم بذلك من خلال رصد التغيرات الجينية فى الخلايا الموجودة عند موضع الإصابة حيث نعتمد على مجموعة من التقنيات تحلل التغيرات على مستوى الخلية الواحدة، لمعرفة كيفية تنسيق تلك الخلايا مع بعضها لإعادة تكوين المفقود من أعضاء أو خلايا الجسم. ما توصلت إليه مع فريق العمل الذى انضممت إليه هو أن الخلايا المجاورة لموقع الإصابة تتجمع بغض النظر عن أصلها إن كان عضلة أو عصب أو عظم، مكونة ما يعرف بالبلاستيما تنسق بدورها لإعادة تكوين وتشكيل ما فقد من الجسم. وفى حالات أخرى تهب خلايا بعينها تعرف بالخلايا الجذعية وتقود عملية إعادة التكوين. والتجارب التى أقوم بها حاليا تبحث الجنيات التى تتحكم فى تكوين البلاستيما و تنظيم عمل الخلايا الجذعية. ومن المقرر أن ننقل نشاط جينات السلمندر المكتشفة إلى الفئران لرؤية إذا ما كانت كافية لإكساب الفأر نفس القدرة على تعويض طرف مفقود أو علاج قلب أو مخ مصاب. إننا إذا ما فهمنا سر قدرة السلمندر على إعادة التكوين وأكسبنا الفأر نفس القدرة، فإننا نكون على طريق يوصلنا إلى نقل هذه القدرة للإنسان.
محمد الحديدى والتحليل الجينى للكائنات الدقيقة
محمد الحديدي، باحث بالمعهد العلمى البلجيكى للصحة العامة ببروكسل : اعمل أستاذا مساعدا للميكروبيولوجى بجامعة المنصورة. حصلت على الدكتوراه عام 2010 فى الميكروبيولوجى عن طريق برنامج الإشراف المشترك بين جامعة فرجينيا للتكنولوجيا، بالولايات المتحدة الأمريكية مع جامعه المنصورة كما عملت كباحث بجامعات ساسكاشوان بكندا وبريستول ببريطانيا و جنت، ببلجيكا. تتبلور اهتماماتى البحثية حول مفهومOne Health concept وهو إستراتيجية عالمية لتوسيع التعاون بين التخصصات المختلفة والمهتمة بالصحة العامة. ترتكز هذه الأبحاث على التتبع الجينى للمسببات البكتيرية التى تنتقل للإنسان عن طريق المصادر الغذائية باستخدام التقنيات الجزيئية المختلفة وتشمل هذه الأبحاث: التحليل الجينى للسلالات المعزولة من المصادر البشرية و الغذائية و تجميع السلالات التى تشترك فى بعض الخصائص الجينية فى مجموعات جينية باستخدام البيانات المستخرجة من التوصيف الجزيئي، وتحديد العلاقة المحتملة بين هذه المجموعات الجينية والأعراض المرضية فى الإنسان. وتسهم هذه الدراسات فى فهم اشمل لتطور الميكروبات وتحديد التغيرات الجينية وآلية انتقالها للإنسان. سوف تساعد هذه الأبحاث أيضا على تصميم استراتيجيات فعالة لمكافحة العدوى البكتيرية، وبالتالى توفير موارد الدولة ، كما ستساعد على تحسين الأمن الغذائى ومواجهة تحديات الصحة العامة الناجمة عن هذه المسببات المرضية فى مصر وغيرها من الدول النامية. كما تتركز اهتماماتى بالتعاون مع الأكاديمية الوطنية الأمريكية للعلوم على تدريس الجوانب المتعلقة بالعلوم المسئولة (Responsible science) والبحوث ذات الاستخدام المزدوج عن طريق طرق التدريس النشطة والتقنيات التربوية المختلفة. تشمل أهدافنا تطوير مهارات أعضاء هيئة التدريس فى منطقة الشرق الأوسط ومصر ليكونوا أكثر قدرة على تدريس القضايا المتعلقة بالممارسات المسئولة للبحث العلمى وحث القيم الأساسية التى تحدد دور الباحث كفرد وبوصفه عضوا فى المجتمع العلمى العالمى .
محمد عطية ومعالجة المياه بتكنولوجيا النانو
محمد عطية، طالب دكتوراه فى مجال الهندسة البيئية فى جامعة طوكيو للعلوم والتكنولوجيا وحاصل على درجة الماجستير من نفس الجامعة. أعمل فى مجال معالجة وإعادة استخدام المياه وإيجاد حلول ذات جدوى اقتصادية لمشاكل المياه فى الدول النامية. تضم الأبحاث التى قمت بها تطوير المعالجة البيولوجية والكيميائية لإعادة استخدام مياه الصرف الزراعى حيث تنتج مصر 7 10 مليارات متر مكعب من مياه الصرف الزراعي. لا شك أن التركيز على إيجاد حلول مبتكرة لمشاكل المياه هو أحد الأولويات والتحديات العالمية، لذلك قمت بتوجيه تركيزى البحثى للربط بين هندسة علوم المواد والهندسة البيئية عن طريق دراسة معالجة المياه باستخدام مواد الجرافين وأنابيب الكربون النانومترية والتى تعتبر من أهم المواد من حيث التطبيقات الهائلة فى المستقبل القريب فى كثير من المجالات. وأعمل حاليا على تطوير نظم معالجة جديدة لخفض التكلفة الكلية لعملية المعالجة مع الحفاظ على كفاءة عالية للنظام. وقمت بصفة شخصية عن طريق مشروعى البحثى بعمل شراكة بحثية بين جامعة طوكيو للعلوم والتكنولوجيا فى اليابان مع جامعة كوبنهاجن فى الدنمارك لتطوير أنابيب كربون نانومترية ذات خواص مغناطيسية وإنشاء نظام معالجة للمياه من الملوثات الكيميائية والعضوية يعتمد على تلك التكنولوجيا ذات التكلفة المنخفضة التى قمت بتطويرها. ولابد من التنويه مرارا وتكرارا على أن مشاكل العجز المائى فى مصر وكثير من الدول النامية تحتاج إلى تبنى تلك الحلول غير التقليدية لتوفير أهم دعائم الحياة على الأرض وهى المياه.
خالد شاهين وبحوث أمصال الأسماك
خالد شاهين باحث بمعهد الاستزراع السمكى بجامعة سترلنج ببريطانيا وهو أشهر معهد للاستزراع السمكى فى العالم والمشروع البحثى الذى أعمل به عن تحضير أمصال وتحصينات للوقاية من أمراض الأسماك المستزرعة وهو مجال جديد لأن معظم دول العالم منعت استخدام المضادات الحيوية فى أى مصدر للأغذية والاتجاه الحالى للوقاية من الأمراض باستخدام الأمصال. وتعد صناعة التحصينات مجالا كبيرا ومتطورا وبالنسبة للأسماك نقوم باستخدام وسائل البيولوجيا الجزيئية فى تشخيص أمراض الأسماك واستحداث طرق سريعة وبسيطة للتشخيص. وبالنسبة لمجال بحثى فهو تحديدا على الأمراض التى تصيب الأسماك النيلية وخصوصا سمك البلطى لأنه اكتر نوع تنتجه مصر من مصادرها الطبيعية والمزارع . ومن خلال دراستى زرت معامل فى نفس مجالى فى السويد والدنمارك وتايلاند، وهو ما ساعدنى كثيرا فى فهم تخصصى وأعطانى خبرة كبيرة بالاختلاط مع المتخصصين. وفى تقديرى فإن الثروة السمكية والوقاية من أمراض الأسماك من أهم المجالات التى يجب أن نهتم بها فى مصر، حيث إنها من الممكن أن تسهم بشكل كبير فى دعم اقتصادنا الوطنى مثلما هو الحال فى دول مثل النرويج ونحن لدينا خبرات كثيرة فى كليات الطب البيطرى والمعاهد البحثية فى مصر وينقصنا اهتمام الجهات المعنية بالدولة وفتح باب التعاون مع المراكز البحثية الدولية.
رفعت حامد وابتكار مضادات حيوية جديدة
رفعت بكر حامد : أعمل كأستاذ مساعد بكلية الصيدلة بجامعة أسيوط وكباحث فى جامعة سانت أندروز بالمملكة المتحدة. حصلت على درجة الدكتوراه فى الكيمياء البيولوجية عام 2010 من جامعة أوكسفورد وعملت كباحث فى بريطانيا والولايات المتحدة. تتلخص جهودى وأهدافى البحثية فى محورين: اكتشاف مضادات حيوية جديدة للتغلب على خطر المقاومة البكتيرية للعديد من المضادات الحيوية والتى تنتج غالباً من الاستخدام الخاطئ للمضادات الحيوية فنحن فى صدد ابتكار مضادات حيوية جديدة ويرتكز البحث على استخدام التعدين الجينومى لكائنات حية دقيقة تم التعرف على تسلسل الحمض الوراثى الخاص بها حديثاً ويتم تحليلها باستخدام المعلوماتية الحيوية للتعرف على الشفرة الوراثية للإنزيمات المحتملة التداخل فى التخليق الحيوى لمضادات حيوية جديدة. تطبيقات التحفيز الحيوى كطريقة صديقة للبيئة فى إنتاج مركبات كيميائية جديدة ذات قيمة مضافة وأهمية طبية وصناعية، حيث يتم استغلال الطرق المختلفة فى هندسة الإنزيمات وذلك بغرض تحوير الإنزيمات لتمكينها من تحفيز التفاعل محل الدراسة.وباستخدام هذا المنهج تمكنت من إنتاج أكثر من 400 مركب كيميائى جديد يمكن توظيفها كوسائط فى إنتاج مضادات حيوية وقد تم نشر الدراسات الخاصة بهذه المركبات فى (Nature Chemistry). كذلك أتعاون حالياً مع اثنين من الشركات الصناعية لإنتاج بوليمرات ذات قيمة صناعية وصديقة للبيئة.