إصابات دماغ الفئران “ مسدودة ” بأدمغة بشرية صغيرة نمت في المختبر في أول تجربة في العالم
أظهرت دراسة جديدة أن النماذج المصغرة التي تم تطويرها في المختبر لسطح تجاعيد الدماغ البشري يمكن استخدامها لإصلاح الإصابات في أدمغة الفئران الحية وبالتالي إصلاح الوصلات المعطلة في أنظمة المعالجة الحسية للقوارض. يقترح مؤلفو الدراسة يومًا ما ، يمكن استخدام مثل هذه الحبيبات الصغيرة – المعروفة باسم عضيات الدماغ – لإصلاح أدمغة المرضى من البشر أيضًا.
“أرى أن هذا هو الخطوة الأولى في تطوير استراتيجية جديدة لإصلاح مخ،” قال د. هان تشياو إسحاق تشين (يفتح في علامة تبويب جديدة)، كبير مؤلفي الدراسة وأستاذ مساعد جراحة الأعصاب في كلية بيرلمان للطب بجامعة بنسلفانيا.
في النهاية ، يمكن استخدام العضيات لاستعادة وظيفة الدماغ بعد إصابة رضحية أو جراحة غزوية أو سكتة دماغية، أو للمساعدة في مكافحة آثار الأمراض التنكسية العصبية ، مثل الشلل الرعاش، قال تشين لـ Live Science. ومع ذلك ، نحن بعيدون عن تطبيق التكنولوجيا على البشر ، على حد قوله.
في دراستهم الجديدة المنشورة الخميس (2 فبراير) في المجلة الخلية الجذعية للخلايا (يفتح في علامة تبويب جديدة)، أظهر تشين وزملاؤه أن عضيات الدماغ نمت من الإنسان الخلايا الجذعية يمكن زرعها في القشرة البصرية للفأر المصاب ، حيث يتم إرسال المعلومات من العين أولاً للمعالجة.
متعلق ب: تكشف “أدمغة” البشر والقردة الصغيرة التي نمت في المختبر سبب زيادة حجم المرء
عندما يضرب الضوء شبكية العين ، تنتقل رسالة كهربائية إلى القشرة البصرية “الأولية” ، والتي تبدأ بتحليل السمات الأساسية لكل ما هو أمام العين. ثم يتم إعادة توجيه هذه البيانات إلى القشرة البصرية “الثانوية” ، والتي تأخذ التحليل خطوة إلى الأمام. في الدراسة الجديدة ، تعرضت الفئران البالغة لإصابة كبيرة في القشرة البصرية الثانوية ، واستخدم الباحثون أساسًا عضويًا لسد الثقب الناتج في الدماغ.
في بحث سابق ، زرع العلماء خلايا دماغية فردية في قوارض سليمة من مختلف الأعمار وعضوية في أدمغة القوارض الصغيرة جدًا غير المصابة ؛ قال تشين إنه عن طريق زرع أشباه عضويات في الفئران الأكبر سنًا المصابة ، فإن هذه الدراسة تشير إلى خطوة أخرى نحو استخدام العضيات لإصلاح إصابات الدماغ.
قام الفريق بتنمية عضوياتهم من نوع من الخلايا الجذعية البشرية التي يمكن أن تؤدي إلى ظهور العديد من أنواع الخلايا المختلفة. لمدة 80 يومًا ، استخدم الباحثون إشارات كيميائية لإقناع هذه الخلايا الجذعية في كتل ثلاثية الأبعاد تحتوي على العديد من أنواع الخلايا الموجودة في قشرة الدماغ البشرية ، وهي الطبقة الخارجية المجعدة للدماغ ، وليس جميعها. تحتوي القشرة المخية على ست طبقات مميزة من الأنسجة ، وبحلول اليوم 80 ، حملت العضويات المزروعة في المختبر طبقات متشابهة ولكنها بدائية إلى حد ما.
قال تشين عن البنية ثلاثية الأبعاد للعضويات: “هذه البنية مهمة جدًا حقًا لتحديد كيفية عمل الدماغ فعليًا”. ومع ذلك ، على الرغم من أن كتل الأنسجة تشبه القشرة الحقيقية في كثير من النواحي ، إلا أنها “ليست مثالية ، بأي حال من الأحوال” ، أضاف.
لزرع كل عضو عضوي في دماغ جرذ ، أزال الفريق قطعة من جمجمة كل قارض ، ووضع العضو العضوي بالداخل وسد الفتحة بغطاء واقي. تلقت الفئران عقاقير مثبطة للمناعة أثناء وبعد العملية لمنع أجسامهم من رفض الزرع.
على مدى الأشهر الثلاثة التالية ، الأوعية الدموية تسللت إلى العضيات ، وبالتالي ، أصبحت خلايا العضيات متشابكة ماديًا مع بقية أنظمة المعالجة البصرية للقوارض.
نمت العضيات بشكل طفيف خلال هذا الوقت ، واكتسبت خلايا جديدة وامتدت الأسلاك لتتصل بخلايا دماغ الفئران. رسم الباحثون هذه الوصلات الجديدة باستخدام متتبع الفلورسنت ، والذي كشف أن العضيات قد اتصلت بنجاح بشبكية العين من خلال هذه الشبكة من الأسلاك. علاوة على ذلك ، أظهر الباحثون للفئران المحفزات البصرية – بما في ذلك الأضواء الساطعة والأشرطة السوداء والبيضاء على الشاشة – ووجدوا أن عضياتهم تنشط استجابةً لذلك ، من المتوقع أن تنشط القشرة البصرية السليمة.
لم يجر الفريق اختبارات الرؤية أو السلوك على الفئران للتحقيق في كيفية تغير قدرتهم على الرؤية بعد إصاباتهم أو إجراءات زرعهم. يعمل الباحثون الآن على مثل هذه التقييمات. في المستقبل ، يخططون لاختبار ما إذا كان يمكن دمج العضيات بالمثل في أجزاء أخرى من الدماغ ، مثل القشرة الحركية ، التي تتحكم في الحركة ، ودراسة العوامل التي تتحكم في سرعة ومدى هذا التكامل.
بالإضافة إلى ذلك ، يأمل الفريق في تحسين عضويات الدماغ بحيث تحاكي بشكل أفضل دماغًا بشريًا حقيقيًا. قال تشين: “نريد ركيزة تكرر بأمانة شكل الدماغ” ، كما هو الحال من الناحية النظرية ، من شأنها أن تجعل العضيات أكثر فائدة لإصلاحات الدماغ في المستقبل.
