تصميم أدمغة مصغرة للكشف عن الخلايا المسببة للتوحد

كشف فريق من الباحثين في كلية الطب بجامعة نورث كارولينا عن نموذج لتطور الدماغ يحاكي مراحل مبكرة من نمو الدماغ ويشبه الدماغ المصغّر، من أجل تحديد الخلايا والجينات التي تؤثر في نمو دماغ الرضع المرتبط بالتوحد.

ووفقًا لـ Medical Xpress، أظهر الباحثون تقدماً في فهم العلامات المبكرة للتوحد، وتؤكد الدراسات السابقة أن الوراثة والحرمان من النوم وارتفاع السوائل في الدماغ وحجم الدماغ قد تزيد مخاطر التطور العصبي المرتبط بالتوحد.

حجم الدماغ وعوامل الخطر

برز فرط نمو الدماغ كعلامة حيوية مبكرة محتملة للتوحد في السنوات الأخيرة، ويسعى الباحثون الآن إلى فهم أسبابه وآليات حدوثه. حدد بحث جديد في مختبر الدكتور جيسون ستاين، خبير علم الوراثة في كلية الطب بجامعة نورث كارولينا، نوعين محددين من الخلايا المرتبطة بنمو الدماغ المفرط.

اُجريت الدراسة باستخدام خلايا جذعية مُنْمّاة بدقة تحاكي المراحل المبكرة من نمو الدماغ البشري في المختبر، وتُظهر النتائج المنشورة في مجلة سيل ستيم سيل أن هذا النهج يمكن أن يشكل نظاماً موثوقاً ودقيقاً لنمذجة نمو الدماغ، ويُمكّن العلماء من دراسة العلامات المبكرة وأسباب التوحد.

ووفقًا للباحثين، تشير الدراسة إلى أن نماذج خلايا الدماغ المستمدة من المشاركين، المعروفة باسم العضيات الدماغية المصغّرة، تشكل نظاماً نموذجيًا جيداً لدراسة التطور المبكر للدماغ، وتتيح فحص التغيرات الخلوية الناتجة عن التعرض للسموم البيئية وكيف تسهم في حدوث التوحد.

تفاصيل الدراسة

تم التوصل إلى نتائج حول حجم الدماغ والتوحد من خلال دراسات تصوير دماغ الرضع ضمن مشروع IBIS، وهي شبكة وطنية تدرس التوحد من خلال مسوحات تصوير الرضع.

على مدى السنوات العشرين الماضية، شاركت خمس جامعات بقيادة جامعة نورث كارولينا تشابل هيل في دراسة أدمغة الرضع المعرضين لخطر عائلي مرتفع للإصابة بالتوحد.

وفي الدراسة الأخيرة جمع الباحثون عينات دم كاملة من 18 مشاركاً في IBIS، ثم استخلصوا خلايا الدم البيضاء أحادية النواة وأعيدت برمجتها إلى خلايا جذعية متعددة القدرات، وهي الخلايا القادرة على التحول إلى أي نوع من الخلايا، فتم توجيهها لتكوين نسيج يحاكي بنية الدماغ ووظائفه ويعرف بالعضيات الدماغية المصغّرة.

النتائج والتوجهات المستقبلية

كشفت الدراسة أن التغيرات في نوعين من الخلايا الدماغية—الخلايا السلفية العصبية وخلايا ظهارة الضفيرة المشيمية—ترتبط ارتباطاً مباشرًا بحجم الدماغ الناتج عن أصل النموذج.

تنتج الخلايا السلفية العصبية خلايا دماغية أخرى، بما فيها الخلايا العصبية، في حين تشكل خلايا ظهارة الضفيرة المشيمية طبقة خاصة في الدماغ تدعم نمو وإصلاح الخلايا السلفية العصبية.

ووجد الباحثون علاقة واضحة بين مستويات التعبير الجيني في الخلايا السلفية العصبية وحجم الدماغ، مما يؤكد أن النموذج يعكس التطور الدماغي البشري بدقة. وبالتأكد من صحة النموذج العضوي، يخطط مختبر ستاين لمزيد من الدراسات حول نمو الدماغ.

يجرى حاليًا مشروع يقارن آثار التعرض قصير المدى وطويل المدى للمواد البيئية السامة، مثل حمض الفالبرويك، أثناء الحمل، عبر مقارنة نماذج دماغية مصغّرة مأخوذة من أفراد مصابين بالتوحد وأُخرى من غير المصابين، لفهم كيف قد يؤدي التعرض إلى تغييرات دماغية تساهم في التوحد.