علماء يطورون لأول مرة نموذج مصغر ثلاثي الأبعاد للجهاز العصبي البشري
نجح علماء لأول مرة في تطوير نموذج مصغر ثلاثي الأبعاد في المختبر يحاكي المراحل الأولية لتطور الجهاز العصبي المركزي البشري.
اقرأ المزيد من صحيفة هتون الدولية
يشكل هذا النموذج، المصنوع من أنسجة حية، أداة متقدمة لتقليد التركيب المعقد للأعضاء البشرية، ويهدف إلى توفير فهم أعمق لعلم الأحياء البشري مقارنة بالنماذج الحيوانية التقليدية. يمكن لهذه الأعضاء المصغرة أن تسهم في تحسين تنبؤات فعالية الأدوية على البشر، وليس فقط في تجارب المختبرات وعلى الفئران.
تم تطوير العديد من هذه العضيات في السنوات الأخيرة، تتنوع بين قلوب صغيرة نابضة وخصيتين مصغرتين. وقد تمت زراعة عضيات دماغية سابقًا في المختبر، لكن الفريق البحثي يؤكد أن هذه هي المرة الأولى التي تُحاكى فيها الأجزاء الثلاثة للدماغ الجنيني والحبل الشوكي معًا. وقد نُشرت هذه النتائج في ورقة بحثية في مجلة Nature في 26 فبراير.
ويأمل الفريق أن يتم استخدام النموذج لتحسين فهم العلماء لأمراض الدماغ التي تظهر أثناء التطور المبكر. وقد تشمل هذه الحالات حجم الرأس، على سبيل المثال.
وأوضحت أورلي راينر، مؤلفة الدراسة المشاركة وأستاذة الكيمياء العصبية في معهد وايزمان للعلوم في إسرائيل، في بيان: “النظام بحد ذاته رائد حقا. لم يتم عمل نموذج يحاكي هذا الهيكل والتنظيم من قبل، وهو يوفر إمكانيات عديدة لدراسة تطور الدماغ البشري”.
تم إنشاء النموذج باستخدام الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات، حيث تم توجيهها لتشكل صفًا يشبه الأنبوبة العصبية، المسؤولة عن تكوين الحبل الشوكي والمخ. بعد ذلك، تم وضع هذه الخلايا في جهاز الموائع الدقيقة، حيث تم تعريضها لمواد كيميائية مختلفة لتشجيعها على التطور وتكوين بنية ثلاثية الأبعاد تماثل الجهاز العصبي المركزي المبكر. خلال 40 يومًا، نظمت الخلايا نفسها لتشكيل هياكل تحاكي الدماغ الأمامي، الدماغ المتوسط، الدماغ المؤخر والحبل الشوكي.
ويأمل العلماء أنه مع مزيد من التحسينات، يمكن استخدام النموذج لدراسة أمراض الدماغ البشرية المختلفة باستخدام الخلايا الجذعية التي يتم جمعها مباشرة من المرضى. وكتبوا في بيان أنه إذا تمكنوا من ربط الخلايا العصبية داخل العضيات في دوائر، فقد يكونون قادرين على تسليط الضوء على حالات مثل الشلل، حيث لم يعد الدماغ قادرا على إرسال تعليمات للحركة إلى الحبل الشوكي.
