يقوم جسم الإنسان في كل لحظة بتغيير خلاياه القديمة وإحلالها بخلايا جديدة أخرى حيث يتم أثناء عملية التغيير والإحلال هذه، قتل جميع الخلايا القديمة المراد تبديلها والاستغناء عنها، وذلك في عملية بيولوجية روتينية يقوم بها الجسم السليم. وعلى الرغم من السلاسة الظاهرة في تلك المهمة الروتينية، إلا أنه قد يحدث في أحيان ليست بالقليلة، ولظروف معينة مازالت تحتاج إلى كثير من الدراسة والتفسير، يحدث تغير أو انحراف جيني Genetic Mutation، ينجم عنه ميلاد بعض الخلايا الجديدة التي لا يجب أن تولد، أو أن يفشل الجسم في قتل خلاياه القديمة المراد تبديلها بأخرى جديدة، وتبدأ من هنا المشكلة الناتجة عن رعونة عمليات الإحلال والتبديل التي تؤدي إلى انقسامات عشوائية في خلايا تلك المنطقة المصابة من الجسم، المارقة عن أصول وقواعد النظم الحيوية، مُوَلدَة بهذا «بؤرة سرطانية» لا يتعدى حجمها بضعة مايكرومترات قليلة يصعب اكتشافها في تلك المرحلة المبكرة من الإصابة، وسرعان ما تنمو هذه البؤرة وتتكاثر مكونة خلايا سرطانية Cancer Cells، تؤثر بنموها السريع على طبيعة وسلوك الخلايا المتاخمة لها في العضو المصاب نفسه أو في خلايا أعضاء أخرى مجاورة، مما يؤدي في النهاية إلى تكون ورم .Tumor سرطاني، كما هو موضح في الشكل (9 – 3).

الشكل (9–3) مراحل تطور الورم السرطاني الناشئ عن خلل بانقسامات الخلايا الحية في أحد أعضاء الجسم (المصدر: الشكل نفّذ بواسطة مؤلف هذا الكتاب)

ويتضح من هذا، أن عملية اكتشاف وتحديد بؤر الخلايا السرطانية وانقساماتها خلال المراحل المبكرة من الإصابة تُعد مسألة صعبة تقنيا، وذلك نظرا لصغر أحجام تلك البؤر التي تفوق دقة الأجهزة المستخدمة في اكتشافها، ومن ثم فإن تلك الخلايا الصغيرة حجما والمتواضعة كما تكون عادة خارج نطاق دقة الأجهزة، ولذلك لا تدرك ولا تكتشف إلا بعد أن تكون قد تكاثرت وزادت نسبة وجودها. وليس ثمة شك في أن الكشف المبكر عن السرطان يمثل خطوة مهمة وأساسية في العلاج، نظرا إلى أن معظم الأورام السرطانية لا يُكشف عنها إلا في حالات متأخرة عندما تصل أحجامها إلى أحجام ضخمة تحتوي على عدة ملايين من الخلايا السرطانية، استفحل انتشارها بالعضو المصاب من الجسم.

وقد أتاحت تكنولوجيا النانو آفاقا جديدة وإضافات فريدة لعمليات التشخيص المبكر للسرطان من خلال فئة متقدمة من المواد تُعرف باسم البلورات النانوية Nanocrystals التي يُطلق عليها أيضا اسم «النقاط الكمية» Quantum Dots لأشباه الموصلات (مثل الكادميوم سلينيد CdSe أو الكادميوم سلفيد Cds، وغيرهما) والتي يتم تحضيرها على هيئة حبيبات كروية الأشكال ذات أبعاد متجانسة تتراوح أقطارها بين 2 و10 نانومترات. ونظرا إلى تدني أحجام تلك البلورات النانوية، فإنها تسلك سلوك الذرة الأحادية، مما يؤهلها للتمتع بخواص بصرية وموصولية متميزة، لا تمتلكها أي مادة أخرى لأشباه الموصلات ومن أجل الحصول على خواص بصرية أفضل ولضمان عدم تعرض خلايا الجسم للتسمم بهذه المواد المعروفة بشدة السمية، فإن حبيبات البلورات النانوية تُغلف بطبقتين، الطبقة الأولى مكونة من سلفيدات الزنك ZnS، أما الطبقة الخارجية للحبيبة فهي مكونة من مادة السيليكا SiO₂.

هذا ويتم تحميل بروتينات PEG الأجسام المضادة الخاصة بالخلايا السرطانية – يتم تحضيرها معمليا بكل يسر – على الأسطح الخارجية لتلك الحبيبات كي تعلق بها وتترسب على أسطحها الخارجية. لذا، عند حقن المصاب بمحلول يحتوي على تلك الحبيبات، فإن الأجسام المضادة المشتقة من بروتينات الخلايا السرطانية والعالقة بسطح الحبيبات تقوم بدور المرشد في توجيه الحبيبات إلى مواقع الخلايا السرطانية بالجسم دون غيرها من الخلايا غير المصابة. ومن ثم، فعند تعريض الجسم لموجات من الأشعة تحت الحمراء باستخدام تقنية الليزر، يعمل هذا على إثارة تلك الحبيبات الموجودة بالخلايا السرطانية فتتوهج معطية بذلك صورة خريطة محددا عليها وبأعلى دقة أماكن تواجد الخلايا السرطانية وانتشارها بالعضو المصاب، مهما بلغ صغر هذه الخلايا أو قلت أعدادها. وقد كان لهذه الفئات المستحدثة من المواد النانوية أعمق الأثر في إحراز تقدم هائل في التصوير الجزيئي Molecular Imaging للكشف المبكر عن الأورام الذي يشهده عالمنا اليوم، خاصة في الكشف عن الأورام السرطانية المبكرة في الثدي.