تفاصيل الدراسة ونموذج العضو الدماغي
يستخدم الباحثون نموذجًا يحاكي مراحل نمو الدماغ المبكر باستخدام خلايا جذعية مُنمّاة بدقة، حيث يمكن تحويل خلايا الدم من متبرعين إلى خلايا متعددة القدرات ثم توجيهها لتكوين أنسجة تشبه الدماغ وتُسمّى العضيات الدماغية. في هذه الدراسة بقيادة الدكتور جيسون شتاين من كلية الطب بجامعة نورث كارولينا، اعتمد الباحثون على عينات دم كاملة من 18 مشاركًا من مشروع IBIS ثم عزلوا خلايا الدم البيضاء أحادية النواة وأعادوا برمجتها إلى خلايا جذعية متعددة القدرات، ليتم استخدامها كقطعة نسيج تحاكي بنية الدماغ ووظائفه وتتيح تكوين عضيات دماغية للنمو والتطور المبكر. توزعت النتائج على وعي أن هذه الطريقة تشكل نظامًا موثوقًا ودقيقًا لنمذجة تطور الدماغ المبكر، يمكن للعلماء الآخرين استخدامه لدراسة العلامات المبكرة وأسباب التوحد.
تشير الدراسة إلى أن النماذج المستمدة من الخلايا الدماغية للمتلقين تُعد نظامًا نموذجيًا جيدًا لدراسة التطور المبكر للدماغ، ويمكن الاعتماد عليها لاستقصاء التغيرات الخلوية وكيف قد يتأثر التطور الدماغي بالتعرض للسموم البيئية، بما في ذلك العوامل التي قد تسهم في بداية اضطرابات النمو العصبي مثل التوحد.
العنصران الرئيسيان في النموذج
كشف التحليل عن ارتباط وثيق بين مستوى التعبير الجيني في خلية السلف العصبي وخلايا الظهارة الضفيرة المشيمية مع حجم الدماغ الناتج من العينة الأصلية، وهو ما يؤكد دقة النموذج في محاكاة الدماغ البشري ونموه. تبيّن أن الخلايا السلفية العصبية هي الخلايا التي تُنتج خلايا دماغية جديدة بما فيها الخلايا العصبية، بينما تُشكل الخلايا الظهارية للضفيرة المشيمية طبقة داعمة تساعد على نمو وإصلاح الخلايا السلفية العصبية، مما يوضح تفاعلًا بنيويًا يربط بين بنية الدماغ ووظائفه خلال التطور المبكر.
التوجهات المستقبلية
يخطط فريق شتاين لإجراء دراسات تستكشف آثار التعرض البيئي قصير وطويل المدى للمواد السامة أثناء الحمل، مثل حمض الفالبرويك، عبر مقارنة نماذج دماغية مُصغّرة مستمدة من أشخاص مصابين بالتوحد وآخرين غير مصابين، لفهم كيف يمكن أن يؤدي التعرض لهذه المواد إلى تغييرات دماغية قد تسهم في حدوث التوحد. كما يهدف العمل إلى توسيع فهمه لتطور الدماغ من خلال رصد التغيرات الخلوية المرتبطة بحجم الدماغ وربطها بمستوى التعبير الجيني في الخلايا السلفية العصبية، بما يجعل النموذج أداة مفيدة لتحديد العوامل المساهمة في التوحد وتطوير استراتيجيات وقائية وعلاجية مستقبلية.
خلفية وتفاصيل إضافية
تشير الدراسات السابقة المرتكزة على تصوير دماغ الرضع ضمن مبادرة IBIS إلى وجود علامات مبكرة مرتبطة بنمو الدماغ، مثل فرط نمو الدماغ كإشارة محتملة للتوحد، وتعمل جامعات عدة بقيادة UNC تشابل هيل على متابعة هذه المحاور عبر سنوات متعددة. في إطار تلك الأبحاث، جمع الباحثون عينات دم من 18 مشاركًا من IBIS ثم حوّلوها إلى خلايا جذعية متعددة القدرات لوُلدت منها نماذج عضوية دماغية تُظهر بنية ووظيفة الدماغ البشري وتتيح دراسة التطور المبكر بشكل معزز وآمن.
