زرع أنسجة بشرية في جرذان يفيد بحوث اختلالات الدماغ

زرع نسيج دماغي بشري بنجاح في جرذان حديثة الولادة، ويأمل العلماء في أن يؤدي الإجراء إلى تطوير البحوث في حالات مثل الفصام والصرع.

وقال باحثون من جامعة ستانفورد إن أدمغة الجرذان المشمولة بالدراسة، التي تحتوي على مزيج من الخلايا الخاصة بالبشر والجرذان، ستعمل بوصفها "مختبرات حية".

والعلماء واثقون من أن الفريق سيتمكن من تنمية الأنسجة الدماغية البشرية وتعديلها، ومعرفة كيف يؤثر ذلك في سلوكيات القوارض.

ويمكن أن يساعد العمل على ما يبدو في إجراء مزيد من البحوث في الاضطرابات العقلية، بما في ذلك التوحد والفصام، مع التخلص من الحاجة إلى الإجراءات الأكثر تدخلاً المستخدمة حالياً وتشمل استخراج أنسجة من الدماغ.

وأوضح الكاتب البارز للدراسة، سيرغيو باسكا، قائلاً "الآن بات في وسعنا أن ندرس بتفاصيل غير مسبوقة تطور الدماغ الصحي، فضلاً عن اضطرابات الدماغ المفهوم أنها تتجذر خلال هذا التطور، من دون الحاجة إلى استخراج أنسجة من دماغ بشري".

وأضاف أستاذ الطب النفسي والعلوم السلوكية في كلية الطب بجامعة ستانفورد "بوسعنا أيضاً أن نستخدم هذه المنصة الجديدة لاختبار عقاقير جديدة وعلاجات جينية جديدة للاضطرابات العصبية النفسية".

وحتى الآن، كان العلماء يعملون على إنشاء أدمغة مصغرة في المختبر لدراسة الدماغ أثناء تطوره.

واستخدموا خلايا جذعية في إنشاء ما يسمى عضوانيات، لكن هذه العضوانيات تفتقر إلى الارتباط الموجود داخل أدمغة الأشخاص الأحياء.

وفي الدراسة، استخدمت جرذان وليدة تبلغ من العمر يومين أو ثلاثة أيام. وفي الأغلب، تتكون روابط دماغ الجرذان في مرحلة مبكرة من تطورها، ما يجعل الجرذان الصغيرة السن مرشحة مثالية للبحوث.

وجرت تنمية عضوانيات تخص الدماغ البشري في المختبر لشهرين، إلى أن أصبحت تبدو مثل القشرة الدماغية البشرية، وفي هذه المرحلة نقلت إلى أدمغة الجرذان الوليدة.

ويبدو أن الخلايا العصبية من العضوانيات "كرست نفسها" في أدمغة الجرذان وأقامت روابط مع الأنسجة الدماغية لدى الجرذان، ما أنشأ دوائر عاملة هجينة.

وكشف الباحثون عن أن الخلايا العصبية الفردية من الخلايا البشرية شكلت بعد نصف سنة الثلث من أحد نصفي الدماغ لدى القارض.

وتشعبت الخلايا العصبية أيضاً بطريقة أكثر تعقيداً وكانت أكبر بستة أضعاف على الأقل من العضوانيات التي أنشأت في المختبر.

ثم أجرى العلماء عدداً من التجارب، شملت إحداها شاربي قارض تمكنا من الاستجابة للتحفيز الحسي، حتى مع أنهما كانا يستخدمان خلايا عصبية بشرية.

ثم انتقل الباحثون إلى النظر في اضطراب وراثي نادر مرتبط بمشكلات قلبية حادة يعرف باسم متلازمة تيموثي.

وزرعت خلايا مأخوذة من ثلاثة مرضى في أدمغة الجرذان.

وقارن الباحثون بين أدمغة الجرذان ذات الخلايا العصبية الطبيعية بأدمغة القوارض ذات الخلايا العصبية الخاصة بمتلازمة تيموثي، ووجدوا أن الأخيرة كانت أصغر كثيراً ولم يظهر أنها تحتوي على أنماط تفرع متطورة.

وعلق الأستاذ باسكا على النتائج قائلاً "تعلمنا كثيراً عن متلازمة تيموثي من خلال دراسة العضوانيات وهي محفوظة في طبق. لكن بعد الزرع فقط تمكنا من رؤية هذه الاختلافات المرتبطة بنشاط الخلايا العصبية".

وتابع "هذه هي أكثر دوائر الدماغ البشري التي بنيت من خلايا الجلد البشرية تقدماً على الإطلاق، وهي إثبات على قدرة الخلايا العصبية البشرية المزروعة على التأثير في سلوك الحيوان.

"وتوفر منصتنا للمرة الأولى قراءات سلوكية للخلايا البشرية، ونأمل أن تعجل بفهمنا للحالات النفسية المعقدة".

وأكد العلماء أن متخصصين في الأخلاقيات البيولوجية يراجعون الجوانب الأخلاقية لبحوثهم.

ونشر العمل في الدورية العلمية "نيتشر".