العلماء ينجحون لأول مرة في دمج الخلايا العصبية للجرذان في أدمغة الفئران
تاريخ النشر: 29th, April 2024 GMT
قام علماء الأحياء من الولايات المتحدة والصين لأول مرة بتربية فئران هجينة بخلايا عصبية من نوعين مختلفين.
وتم استبدال بعض الخلايا العصبية في الدماغ بنظيراتها من الجرذان. وأفادت الخدمة الصحفية لجامعة "كولومبيا" الأمريكية أن دماغ القوارض قد تتكيف بنجاح مع الخلايا العصبية الغريبة.
وقالت كريستين بالدوين، الأستاذة في جامعة "كولومبيا" الأمريكية:" أظهرت الأبحاث التي حققناها أن خلايا الجرذان العصبية كانت موجودة في جميع مناطق دماغ الفئران تقريبا، وهو ما كان مفاجأة كبيرة لنا.
وتوصلت بالدوين وزملاؤها إلى هذا الاكتشاف في إطار التجربة الخاصة بتربية الفئران الأولى في العالم بأدمغة "هجينة" تحتوي على خلايا عصبية من نوعين مختلفين، ولكن مرتبطين ارتباطا وثيقا بالقوارض. وفي الماضي حاول علماء الأحياء زراعة حيوانات هجينة تحتوي أدمغتها على مجموعتين مختلفتين من الخلايا، لكن كل هذه المحاولات باءت بالفشل.
وتمكن الباحثون الصينيون والأمريكيون من حل هذه المشكلة باستخدام محرر الجينوم CRISPR/Cas9 الذي سمح للعلماء بإزالة جزء من الخلايا الجذعية الجنينية للفئران بشكل انتقائي عن طريق إتلاف الجينات DKK1 وHESX1 وSIX3، المسؤولة عن تكوين أنسجة الدماغ المختلفة، واستبدالها بأجسام مماثلة مستخرجة من أجنة الجرذان. وسمحت هذه العملية للخلايا العصبية المستقبلية بالتجذر في أدمغة الفئران النامية واستبدال الخلايا المفقودة بنجاح.
وجاءت نتيجة التجربة هذه مفاجأة لعلماء الأحياء، لأن دماغ الجرذان أكبر ويتطور بشكل أبطأ من الجهاز العصبي لدى الفئران. وعلى الرغم من ذلك، فإن الأجزاء المزروعة من الخلايا العصبية لدى الجرذان تكيفت مع الحياة داخل دماغ الفأر وسرّعت تطورها. وبعد ولادة الفئران ذات الدماغ "الهجين"، كانت ناجحة تماما في أداء المهام الموكلة إليها، بما في ذلك التعرف على الرائحة.
وخلصت العالمة قائلة:" وفي الوقت الحالي يجري العلماء تجارب على زرع الخلايا الجذعية والخلايا العصبية في أدمغة المرضى المصابين بالصرع ومرض باركنسون، وليس لدينا حتى الآن فكرة واضحة عن مدى نجاح هذا العلاج. أما إنشاء كائنات نموذجية "هجينة" فسيسمح لنا بالحصول على إجابة على هذا السؤال بشكل أسرع بكثير مما تسمح به التجارب السريرية".
المصدر: تاس
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: البحوث الطبية الخلایا العصبیة
إقرأ أيضاً:
تجربة لعلاج أورام المخ عبر شريحة دماغية قد تشكل اختراقا طبيا
من المقرر أن يخضع جهاز مصمم لتغيير العلاج الجراحي لأورام المخ لأول تجربة سريرية له فيما يقول العلماء إنه قد يكون اختراقا طبيا كبيرا.
وقالت صحيفة الغارديان إنه يمكن لشريحة المخ تحديد الخلايا السرطانية من خلال الاختلافات في إشاراتها الكهربائية مقارنة بتلك الموجودة في الأنسجة العصبية السليمة.
الجهاز بحجم طابع بريدي، مصنوع من الغرافين، وهي مادة أقوى من الفولاذ بمقدار 200 مرة وسمكها ذرة واحدة فقط. تم اختراع الغرافين قبل 20 عاما من قبل العالمين من جامعة مانشستر أندريه جيم وكونستانتين نوفوسيلوف، اللذين فازا لاحقا بجائزة نوبل في الفيزياء لعام 2010 عن أبحاثهما.
ومنذ ذلك الحين، يعمل العلماء على استغلال الخصائص الموصلة الرائعة للغرافين من أجل تطوير أجهزة استشعار كهربائية ومغناطيسية جديدة وأجهزة أخرى. ومع ذلك، فإن شريحة الدماغ المرنة - التي يتم تجربتها الآن في مستشفى سالفورد رويال - تحظى بالإشادة باعتبارها الأولى من نوعها في المجال الطبي. وقال أحد قادة الفريق، كوستاس كوستاريلوس، أستاذ الطب النانوي في مانشستر: "هذه هي أول تجربة سريرية على الإطلاق يتم إجراؤها في أي مكان في العالم بجهاز طبي قائم على الغرافين".
تم تصميم جهاز واجهة الدماغ والحاسوب (BCI) وتصنيعه من قبل فريق دولي من العلماء من أجل تحويل مراقبة النبضات الكهربائية للخلايا في الدماغ باستخدام الترددات التي لم يكن من الممكن اكتشافها من قبل. وقال كوستاريلوس: "سيكون أول استخدام له هو التمييز بين الخلايا السرطانية والخلايا السليمة لضمان توجيه الجراحة على أورام المخ بطريقة دقيقة للغاية".
ويشير الأطباء إلى أن مثل هذا الهدف له أهمية حيوية. يتم تشخيص أكثر من 12700 شخص على أنهم مصابون بأورام المخ في المملكة المتحدة كل عام، ويعزى أكثر من 5000 حالة وفاة سنوية إلى هذه الحالة. وأضاف كوستاريلوس: "أي شيء يمكننا القيام به لتحسين هذه المعدلات سيكون إنجازا كبيرا".
ومع ذلك، يعتقد الفريق الذي يقف وراء جهاز BCI أيضا أنه سيساعد العلماء على دراسة العديد من الحالات الأخرى - بما في ذلك السكتة الدماغية والصرع - من خلال منحهم فهما أكبر بكثير لكيفية انتقال الإشارات الكهربائية بواسطة الخلايا السليمة، مقارنة بالخلايا المتأثرة بالحالات المرضية.
وقالت كارولينا أغيلار، المؤسس المشارك لشركة Inbrain Neuroelectronics، الشركة العالمية الفرعية التي تم إنشاؤها لاستغلال استخدام الغرافين في أبحاث وعلاج الدماغ: "هذا إنجاز سريري يمهد الطريق للتقدم في فك التشفير العصبي وتطبيقه كتدخل علاجي".
تتفاعل الخلايا في الدماغ عن طريق تبادل النبضات الكهربائية، وهي العملية التي تكمن وراء أفكارنا وسلوكنا وإدراكنا للعالم. ومع ذلك، كان من الصعب جدا على العلماء مراقبة كيفية تواصل هذه الخلايا بهذه الطريقة. قال كوستاريلوس: "يمكننا دراسة بعض الإشارات الكهربائية التي تنبعث من خلايا الدماغ. ومع ذلك، فإن تلك ذات التردد المنخفض جدا والعالي جدا يصعب اكتشافها في الدماغ الحي".
وأضاف: "يمكن مراقبة تلك الموجودة في الترددات المتوسطة فقط في الوقت الحاضر. الأمر الحاسم هو أن شريحة BCI يمكنها تحديد نطاق ضخم من الإشارات الكهربائية في الدماغ، بما في ذلك الإشارات ذات الترددات العالية جدا والمنخفضة جدا".
لاستخدام الجهاز، تتم إزالة قطعة من جمجمة المريض ووضع الشريحة الصغيرة الرقيقة - والتي تحتوي على آلاف من الموصلات الكهربائية - فوق دماغه. ترسل أجهزة الإرسال إشارات كهربائية لتحفيز خلايا الدماغ وتلتقط أجهزة الاستقبال الصغيرة استجاباتها.
قال كوستاريلوس: "لا تستجيب الخلايا السرطانية للتحفيز الكهربائي الذي تطلقه الشريحة على عكس الخلايا العصبية المضيفة".
"يسمح هذا لفريق الجراحة بتحديد الخلايا العصبية القريبة جدا من الورم وهذا مهم للغاية. إذا كان الورم موجودا في أجزاء من الدماغ مثل تلك التي تشارك في الكلام، فسوف يحتاج الفريق إلى توخي الحذر بشكل خاص. وبتوجيه من الإشارات من شريحة الغرافين، يمكنهم إزالة الخلايا المريضة بدقة وثقة أكبر".
إن قدرة شريحة BCI على اكتشاف الإشارات ذات التردد العالي جدا والمنخفض جدا من خلايا الدماغ مهمة أيضا لأسباب أخرى. من المعروف أن الخلايا في الأجزاء المصابة من الدماغ ترسل إشارات ذات تردد منخفض للغاية عند الإصابة بالسكتات الدماغية والنوبات الصرعية، وتفتح هذه التقنية طريقة جديدة لاستكشاف ما يحدث فورا بعد أن يعاني الشخص من إحدى هذه الأحداث.
وقال كوستاريلوس: "ستساعد هذه التقنية - التي تعتمد على خصائص الغرافين الرائعة - في توجيه التدخلات الجراحية في الدماغ كما ستسمح أيضا بفهم أساسي جديد لكيفية عمل الخلايا في دماغنا وتفاعلها في حالة المرض".
تكريم المخرج الكبير سعيد حامد بمهرجان VS-FILM