خلايا الدماغ المشتقة من الخلايا الجذعية تبشر بأبحاث مرض الزهايمر ومرض باركنسون
حدد باحثون في جامعة ويسكونسن ماديسون بروتينًا رئيسيًا لتطوير نوع من خلايا الدماغ يعتقد أنها تلعب دورًا في اضطرابات مثل مرض الزهايمر ومرض باركنسون واستخدموا هذا الاكتشاف لتنمية الخلايا العصبية من الخلايا الجذعية لأول مرة.
إن الخلايا العصبية المشتقة من الخلايا الجذعية، من النوع الموجود في جزء من الدماغ البشري يسمى الموضع الأزرق، قد تمكن من البحث في العديد من الأمراض النفسية والتنكسية العصبية وتوفر أداة لتطوير طرق جديدة لعلاجها.
قام يونلونغ تاو، الباحث في جامعة نانجينغ في الصين والذي كان أستاذًا باحثًا في مركز وايزمان بجامعة ويسكونسن ماديسون عندما تم إجراء الدراسة، وسو تشون تشانغ، أستاذ علم الأعصاب وعلم الأعصاب في جامعة ويسكونسن ماديسون، بنشر عملهما على الخلايا. والتي يسمونها الخلايا العصبية LC-NE، اليوم في مجلة Nature Biotechnology.
تنظم الخلايا العصبية النورإبينفرين الموجودة في الموضع الأزرق ضربات القلب وضغط الدم واليقظة والذاكرة والانتباه وردود أفعال “القتال أو الهروب”. لدى البشر ما يقرب من 50000 خلية عصبية من نوع LC-NE في الدماغ المؤخر، حيث يوجد الموضع الأزرق. ومن هناك، تصل الخلايا العصبية LC-NE إلى جميع أجزاء الدماغ والحبل الشوكي.
تلعب هذه الخلايا العصبية أيضًا دورًا، وإن كان غير معروف، في العديد من الأمراض التنكسية العصبية والنفسية العصبية. في العديد من أمراض التنكس العصبي مثل مرض الزهايمر ومرض باركنسون، تبدأ الخلايا العصبية في التدهور في مرحلة مبكرة جدًا -؛ في بعض الأحيان قبل سنوات من بدء مناطق الدماغ الأخرى بالتعثر.
يقول: “لقد لاحظ الناس هذا منذ فترة طويلة، لكنهم لا يعرفون ما هي وظيفة الموضع الأزرق في هذه العملية. ويرجع ذلك جزئيًا إلى عدم وجود نموذج جيد لتقليد الخلايا العصبية البشرية LC-NE”. تاو، المؤلف الأول للدراسة.
اتبعت المحاولات السابقة لإنشاء هذه الخلايا العصبية من الخلايا الجذعية البشرية بروتوكولًا يعتمد على تطوير الخلايا العصبية LC-NE في نماذج الفئران. لمدة عامين، استكشف تاو سبب فشل هذه المحاولات وكيف كان تطور الخلايا العصبية من الخلايا الجذعية مختلفًا عند البشر.
وفي الدراسة الجديدة، حدد ACTIVIN-A، وهو بروتين ينتمي إلى عائلة من عوامل النمو، باعتباره مهمًا في تنظيم تكوين الخلايا العصبية في الخلايا العصبية NE البشرية.
يقول تاو: “لدينا بعض الفهم الجديد حول تطور الموضع الأزرق”. “هذا هو الاكتشاف الرئيسي في هذه الورقة، وبناءً على هذا الاكتشاف، نحن قادرون على توليد الخلايا العصبية للنورإبينفرين في الموضع الأزرق.”
لإنشاء خلايا عصبية LC-NE، قام الباحثون بتحويل الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات إلى خلايا من الدماغ المؤخر. ثم، باستخدام ACTIVIN-A وسلسلة من الإشارات الإضافية، قاموا بتوجيه تطور الخلايا نحو مصيرها كخلايا عصبية LC-NE.
بمجرد تحويلها، أظهرت الخلايا خصائص نموذجية لخلايا LC-NE العصبية العاملة في الدماغ البشري، مما أدى إلى إطلاق الناقل العصبي النورإبينفرين. كما أظهروا التشجير المحوري -؛ تمديد الأذرع الطويلة المتفرعة للخلايا العصبية التي تمكن الاتصالات بين خلايا الدماغ -؛ وتفاعلت مع وجود ثاني أكسيد الكربون، وهو أمر بالغ الأهمية للتحكم في التنفس.
قد تكون الخلايا الجديدة بمثابة نماذج للأمراض لدى البشر، مما يسمح للعلماء بفحص الأدوية بحثًا عن علاجات محتملة والإجابة على أسئلة مثل سبب موت الخلايا الموجودة في الموضع الأزرق في وقت مبكر جدًا في الأمراض التنكسية العصبية.
يقول تشانغ: “إذا كان هذا سببًا إلى حد ما، فمن المحتمل أن نفعل شيئًا لمنع أو تأخير عملية التنكس العصبي”.
قد تكون خلايا LC-NE في يوم من الأيام بمثابة علاج بالخلايا الجذعية.
يقول تشانغ: “إن تطبيق هذه الخلايا واسع جدًا من حيث أهميته”.
بعد ذلك، يخطط الباحثون لفحص الآليات التفصيلية التي من خلالها ينظم ACTIVIN-A تطور الخلايا العصبية LC-NE. ستستخدم المجموعة أيضًا الخلايا في العمل الترجمي لفحص الأدوية ونمذجة الأمراض.
