إنجاز رائد.. إنشاء أول دماغ صغير في العالم مزود بحاجز دموي دماغي وظيفي
تاريخ النشر: 22nd, May 2024 GMT
توصل فريق من العلماء في مستشفى سينسيناتي للأطفال، ومؤسسة "مايو كلينك" وجامعة كاليفورنيا في سان دييغو إلى اكتشاف مهم لأبحاث الأمراض وتطوير الأدوية.
وخلال هذا الإنجاز الرائد، قام الفريق بتطوير أول دماغ بشري صغير في العالم يشمل الحاجز الدموي الدماغي والذي يعمل بكامل طاقته.
Online Now! Modeling blood-brain barrier formation and cerebral cavernous malformations in human PSC-derived organoids https://t.
ويعرف الحاجز الدموي الدماغي البشري (hBBB)، أو الحائل الدموي الدماغي، بأنه حاجز بين الدم، وسائل خارج الخلوي (مجموع السوائل المتواجدة خارج الخلايا في أي كائن متعدد الخلايا) الخاص بالدماغ في الجهاز العصبي المركزي.
إقرأ المزيد
ويعد هذا التقدم الكبير، المنشور في 15 مايو 2024، في مجلة Cell Stem Cell، بتسريع فهم وتحسين علاج مجموعة واسعة من اضطرابات الدماغ، بما في ذلك السكتة الدماغية، واضطرابات الأوعية الدموية الدماغية، وسرطان الدماغ، ومرض ألزهايمر، ومرض هنتنغتون، ومرض باركنسون، وحالات التنكس العصبي الأخرى.
ويتضمن الاختراق توليد حاجز دموي دماغي يشبه تماما السمات الرئيسية للحاجز الدموي الدماغي البشري.
فك تشفير حاجز الدم في الدماغ
يتمثل الحاجز الدموي الدماغي (BBB) في غشاء انتقائي شبه نفوذ يفصل الدم عن السائل الخلالي في الدماغ. فهو يمكّن الأوعية الدموية الدماغية من تنظيم حركة الجزيئات والأيونات بين مجرى الدم والدماغ.
وتتكون الأوعية الدموية في الدماغ من بطانة إضافية من الخلايا المتراصة بإحكام والتي تحد من حجم الجزيئات التي تمر من مجرى الدم إلى الجهاز العصبي المركزي (CNS).
ويحتاج الحاجز الذي يعمل بشكل صحيح إلى الحفاظ على صحة الدماغ عن طريق منع المواد الضارة من دخول الدماغ. وفي الوقت نفسه، يسمح للعناصر الغذائية الأساسية بالوصول إلى الدماغ.
ومع ذلك، فإن الخلل هنا يكمن في أن هذا الحاجز يمكن أن يمنع العديد من الأدوية المفيدة المحتملة من الوصول إلى الدماغ. ولذلك، يهدف هذا الإنجاز الأخير إلى حل هذه المشكلة من خلال الهندسة الحيوية للخلايا الجذعية.
إقرأ المزيدوقال زيوان جو، المؤلف الرئيسي وعضو هيئة التدريس في قسم علم الأحياء التنموي في مستشفى سينسيناتي الطبي للأطفال: "الآن، من خلال الهندسة الحيوية للخلايا الجذعية، قمنا بتطوير منصة مبتكرة تعتمد على الخلايا الجذعية البشرية التي تسمح لنا بدراسة الآليات المعقدة التي تحكم وظيفة الحاجز الدموي الدماغي والخلل الوظيفي. إن هذا يوفر فرصا غير مسبوقة لاكتشاف الأدوية والتدخل العلاجي".
وهذه هي المرة الأولى التي ينجح فيها مركز أبحاث في صنع عضية (عضو خلوي مصمم في المختبر) دماغية، تتميز ببطانة حاجزة خاصة موجودة في الأوعية الدموية في الدماغ البشري.
وأطلق الباحثون على هذا النموذج الجديد اسم "BBB assembloids". ويعكس الاسم التقدم الذي جعل هذا الاختراق ممكنا، حيث يشير مصطلح assembloids إلى ميزة الجمع بين اثنين أو أكثر من العضيات في نماذج المختبر.
ومن خلال الاختراق الجديد، تم الجمع بين نوعين مختلفين من العضيات وهي عضيات الدماغ (تلك التي تكرر أنسجة المخ البشري) وعضيات الأوعية الدموية (تلك التي تحاكي هياكل الأوعية الدموية).
وبدأت عملية الدمج مع عضيات دماغية يبلغ قطرها من 3 إلى 4 مم، وعضيات أوعية دموية يبلغ قطرها نحو ملليمتر واحد. وعلى مدار شهر تقريبا، اندمجت هذه الهياكل المنفصلة في كرة واحدة يزيد قطرها قليلا عن 4 مم (بحجم حبة السمسم تقريبا).
إقرأ المزيدوتعمل هذه العضيات المتكاملة على إعادة إنشاء العديد من التفاعلات الوعائية العصبية المعقدة التي لوحظت في الدماغ البشري، لكنها ليست نماذج كاملة للدماغ. على سبيل المثال، لا تحتوي الأنسجة على خلايا مناعية ولا توجد أي اتصالات مع بقية الجهاز العصبي في الجسم.
واستخدم العلماء في هذا الإنجاز خطا من الخلايا الجذعية المشتقة من مريض والتي تصنع التجمعات التي تكرر بكفاءة السمات الرئيسية لحالة دماغية نادرة تُعرف باسم التشوه الكهفي الدماغي، وهو اضطراب وراثي يتميز بخلل في سلامة الحاجز الدموي الدماغي، ويؤدي إلى ظهور مجموعات من الأوعية الدموية غير الطبيعية في الدماغ والتي تشبه التوت.
وأشار جو إلى أن نموذجهم يلخص النمط الظاهري للمرض، والذي يقدم رؤى جديدة حول الأمراض الجزيئية والخلوية الكامنة وراء اضطرابات الأوعية الدموية الدماغية.
وأوضح: "بشكل عام، تمثل تجميعات الحاجز الدموي الدماغي تقنية تغير قواعد اللعبة ولها آثار واسعة على علم الأعصاب واكتشاف الأدوية والطب الشخصي".
المصدر: Interesting Engineering
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: أخبار الصحة ألزهايمر اختراعات الصحة العامة امراض دراسات علمية مرض الشيخوخة الأوعیة الدمویة فی الدماغ
إقرأ أيضاً:
ارتفاع ضغط الدم وتأثيره على صحة القلب والأوعية الدموية
ارتفاع ضغط الدم من أكثر الأمراض المزمنة انتشارًا في العالم، إذ يمثل السبب الرئيسي لأمراض القلب والأوعية الدموية، ويتطور هذا المرض تدريجيًا دون أعراض واضحة، مما يجعله خطرًا صامتًا يهاجم الجسم مع مرور الوقت، وذلك وفقًا لما نشره موقع Webmd.
كيف يؤثر ارتفاع ضغط الدم على القلبفي كل نبضة يضخ القلب الدم عبر الشرايين مولدًا ضغطًا على جدرانها، وعندما يبقى هذا الضغط مرتفعًا، يضطر القلب إلى مضاعفة جهده لتوزيع الدم، ومع الوقت تتصلب عضلة القلب ويزداد سمكها، كما تتضرر بطانة الأوعية الدموية الداخلية مما يسمح بتراكم الدهون وتضييق الشرايين، ويؤدي هذا التفاعل المزدوج بين زيادة العبء على القلب وضعف مرونة الشرايين إلى تراجع كفاءة الجهاز القلبي الوعائي، ويقل توصيل الأكسجين إلى الأعضاء الحيوية، مما يضع الجسم في دائرة خطر دائمة.
مرض الشريان التاجي وتقييد تدفق الدممرض الشريان التاجي من أبرز مضاعفات ارتفاع ضغط الدم وأكثرها شيوعًا، حيث يؤدي الضغط المزمن إلى تلف الشرايين التي تغذي القلب بالدم، مما يسبب تراكم اللويحات الدهنية والكوليسترول وتصلب الشرايين، ومع ضيق الأوعية يقل تدفق الدم ويُحرم القلب من الأكسجين، فيشعر المريض بألم أو ضغط في الصدر عند بذل الجهد، وقد يمتد الألم إلى الذراع أو الفك، لذلك فإن الحفاظ على ضغط دم طبيعي يقلل بشكل كبير من خطر الإصابة بهذا المرض ومضاعفاته.
الذبحة الصدرية ونقص إمداد الأكسجينعندما تضيق الشرايين التاجية بفعل ارتفاع الضغط، يصبح إمداد القلب بالأكسجين غير كافٍ أثناء النشاط البدني أو التوتر، مما يؤدي إلى الذبحة الصدرية المستقرة التي تظهر على شكل ألم يختفي مع الراحة، أما إذا تمزقت إحدى اللويحات داخل الشريان فقد تتكون جلطة مفاجئة تعيق تدفق الدم، مسببة الذبحة الصدرية غير المستقرة، وهي حالة طارئة تهدد الحياة وتحتاج إلى تدخل طبي فوري.
النوبة القلبية أو احتشاء عضلة القلبيحدث احتشاء عضلة القلب عندما تسد جلطة دموية أحد الشرايين التاجية نتيجة تمزق لويحة دهنية، فيتوقف تدفق الدم عن جزء من عضلة القلب ويموت هذا الجزء خلال دقائق لغياب الأكسجين، ويساهم ارتفاع ضغط الدم في تسريع تكوّن هذه اللويحات وجعلها أكثر هشاشة، مما يزيد احتمال التمزق، وتشمل الأعراض ألمًا شديدًا في الصدر وضيقًا في التنفس وغثيانًا وتعرقًا باردًا، وتتطلب هذه الحالة علاجًا عاجلًا لاستعادة تدفق الدم وتقليل الضرر الدائم بالقلب.
تضخم البطين الأيسرعندما يعمل القلب تحت ضغط مرتفع لفترة طويلة، يزداد سمك جدار البطين الأيسر الذي يعد الحجرة الأساسية لضخ الدم، وتُعرف هذه الحالة بتضخم البطين الأيسر، ومع مرور الوقت تصبح عضلة القلب متيبسة وتفقد قدرتها على الامتلاء الكامل بين النبضات، مما يضعف كفاءتها تدريجيًا، وقد يشعر المريض بالتعب وضيق التنفس وتورم الكاحلين، ويُعد اكتشاف الحالة في مراحلها المبكرة عبر فحص صدى القلب خطوة مهمة للوقاية من قصور القلب لاحقًا.
قصور القلب مع الحفاظ على كسر القذفقد يبدو القلب في بعض الحالات أنه يضخ الدم بصورة طبيعية رغم إصابته بالضعف، كما في حالة قصور القلب مع الحفاظ على كسر القذف، إذ تكون حجرات القلب متيبسة فلا تمتلئ بالدم بشكل كافٍ رغم أن نسبة الضخ تبدو طبيعية، ويُعد ارتفاع ضغط الدم السبب الرئيسي لهذا النوع من القصور، وتتمثل أعراضه في ضيق التنفس وتورم القدمين والتعب العام، ويمكن السيطرة عليه من خلال ضبط الضغط، وتقليل الملح، وممارسة الرياضة بانتظام، مما يبطئ من تطور المرض ويحسن جودة الحياة.
عدم انتظام ضربات القلب والرجفان الأذينييسبب ارتفاع ضغط الدم المزمن تغيرات في بنية القلب وفي نشاطه الكهربائي، فتتضخم حجراته وتصبح أكثر عرضة للإشارات غير المنتظمة، مما يؤدي إلى اضطرابات في نظم القلب مثل الرجفان الأذيني، الذي يتميز بنبض سريع وغير منتظم يضعف تدفق الدم ويزيد خطر الجلطات والسكتة الدماغية، وتشمل الأعراض الخفقان والدوار والإرهاق، ويُعد التحكم في ضغط الدم خطوة أساسية للحد من هذه الاضطرابات والحفاظ على انتظام نبض القلب.
الذبحة الصدرية الدقيقة وأمراض الأوعية الصغيرةلا يقتصر تأثير ارتفاع ضغط الدم على الشرايين الكبرى، بل يمتد إلى الأوعية الدقيقة داخل القلب، حيث يؤدي تصلبها إلى تقليل مرونتها وضعف قدرتها على تزويد القلب بالدم أثناء المجهود، وهذه الحالة تُعرف بالذبحة الصدرية الدقيقة، وتشيع أكثر لدى النساء، وتسبب ألمًا في الصدر وإرهاقًا وضيقًا في التنفس رغم أن الفحوصات قد تُظهر شرايين سليمة ظاهريًا، وتكمن الوقاية في ضبط الضغط والسيطرة على عوامل الخطر كالكوليسترول والسكري مع الحفاظ على النشاط البدني المنتظم.
طرق إدارة ارتفاع ضغط الدم لحماية القلبلحماية القلب من آثار الضغط المرتفع، يُنصح بالمراقبة المنتظمة لمستويات ضغط الدم، واتباع نظام غذائي متوازن غني بالخضروات وقليل الملح، وممارسة النشاط البدني بانتظام، والالتزام بتناول الأدوية الموصوفة في مواعيدها، فهذه الخطوات البسيطة تُحدث فرقًا كبيرًا في الوقاية من أمراض القلب، وتحافظ على صحة الدورة الدموية، وتُطيل العمر بنشاط وحيوية.
وفد النقابة العامة للعاملين بالنيابات والمحاكم يلتقي وزير الشئون القانونية البحريني