بناء دماغ بشري... هل يصبح حقيقة؟

نجاحات علمية في تطوير نماذج مصغّرة من خلايا تبرمج من جديد

بناء دماغ بشري... هل يصبح حقيقة؟
TT

بناء دماغ بشري... هل يصبح حقيقة؟

بناء دماغ بشري... هل يصبح حقيقة؟

في رداء المخبر الأبيض وقفازات اللاتكس الزرقاء، تحدّق نيدا فيشلاغي الباحثة في مركز إيلي وإيديث للطب التجديدي وأبحاث الخلايا الجذعية بجامعة كاليفورنيا، عبر مجهر خفيف في ست نقاط بيضاء سائلة كالحليب. ويوازي حجم النقطة الواحدة حجم حبّة الحنطة الصغيرة تسبح في وسط مغذّ برتقالي اللون. وتمسك الباحثة ملقطاً في يد، ومقصّا جراحيا في الأخرى، وتقطع النقطة الواحدة إلى قسمين.
تنمية أنسجة الدماغ
حين يعمل الباحثون على تطوير دماغ بشري، عليهم أحياناً أن يقوموا ببعض التشذيب. وهذه النقاط البيضاء هي عبارة عن أنسجة عمرها ثمانية أسابيع تحاكي أنسجة الدماغ، وتشبه بصغرها أدمغة الأقزام، إلا أنّ ملامحها الدقيقة والصغيرة تحمل شبهاً كبيراً بالقشرة المخية البشرية المسؤولة عن الذاكرة، واتخاذ القرار، والقدرات الإدراكية المهمّة.
طوّرت فيشلاغي هذه «الأدمغة الصغيرة» في مركز «إلي وإيديث»، حيث تعمل، وقد عملت أولاً على غمر مجموعات من الخلايا الجذعية البشرية المحفّزة، والتي يمكنها أن تتحوّل إلى أي نوع من خلايا الجسم المتخصصة، في مزيج مميّز من العناصر الكيميائية.
تكاثرت النقاط السابحة في المحيط المغذّي، واندمجت على شكل كريات صغيرة جداً من الأنسجة الدماغية. بعد تغذيتها بجرعات منتظمة من المكونات المحفّزة للنمو، نُقلت نقاط الخلايا أخيراً إلى أطباق بتري تحتوي على مادة مغذّية ممزوجة بالـ«ماتريغيل»، وهي مادة نسيجية من البروتينات تشبه الجيلاتين.
في اليوم السادس والخمسين، بدأت مجموعات من الخلايا العصبية تظهر حول النقاط. تحت مجهر بؤري، تكشف شرائح رقيقة جداً من هذه الخلايا طبقات رخوة من خلايا جذعية عصبية متنوعة مقسّمة، إلى جانب الخلايا العصبية والأعصاب التي تغذيها. تبدو هذه الطبقات شبيهة بشكل دماغ جنين بشري في الأسبوع الرابع عشر من الحمل.
نماذج دماغية
تعمل بعض المختبرات حول العالم ومنها جامعة كاليفورنيا الذي يرأسه عالم الأعصاب والأحياء بينيت نوفيتش على تنمية الآلاف من هذه التركيبات الدماغية للبحوث. وقبل أقلّ من خمس سنوات، أذهل فريق ضمّ عالمي أحياء من الولايات المتحدة والنمسا واليابان العالم عندما أعلنوا أنهم توصّلوا إلى تطوير أجزاءً أولية من قشرة دماغية بشرية ثلاثية الأبعاد. ومنذ ذلك الحين، يحاول الباحثون بإصرار استخدام التقنيات المختلفة لتطوير هذه النماذج الدماغية الصغيرة، تماماً كما يفعل كالطهاة الذين يسخّرون كلّ جهودهم في تطوير وصفاتهم المفضّلة.
يقول نوفيتش، الذي يفضّل استخدام التقنية اليابانية مع بعض التغييرات الطفيفة: «الأمر يشبه صناعة الكعك: إذ لدينا الكثير من الطرق المختلفة للقيام بهذا الأمر. ولدينا أيضاً الكثير من الحيل الصغيرة التي توصّل إليها الباحثون لتجاوز أصعب التحديات».
تفتقر كريات الدماغ هذه إلى نظام ذاتي يزوّدها بالدمّ. لهذا السبب، يجب أن تمتصّ كمية كافية من الأكسجين والأغذية من سائل الزرع النسيجي للحفاظ على صحتها. على سبيل المساعدة، تعمل بعض المختبرات على نشر السائل حول التكتلات النسيجية، إلا أنّ باحثي UCLA اختاروا أن ينمّوا التكتلات الخاصة بهم في نسب مرتفعة من الأكسيجين وأن يقطعوا الكريات إلى نصفين في اليوم الخامس والثلاثين، بعد وصول اتساعها إلى ثلاثة ملليمترات، على أن يكرّروا عملية القطع كل أسبوعين. قد يبدو الأمر جذرياً، ولكن تقسيم الكريات على شكل شرائح (تصل بعضها إلى الموت) يساهم في إيصال كميات كبيرة من الأكسجين والأغذية التي تحتاجها. وبعدها، تتابع هذه الشرائح النموّ بشكل منفصل. إذن، لا بأس بتكرار التقطيع، ولكن شرط أن يحصل قبل تضرّر الخلايا الداخلية المتمدّدة.
في ظلّ التجارب الكثيرة التي أجروها، خرج الباحثون بالكثير من الابتكارات التي نتج عنها بعض التقدّم المهم الذي أعلن عنه العام الماضي. فقد نجح الباحثون في إعداد نسخ صغيرة من مناطق عدّة في الدماغ كالغدة النخامية hypothalamus، المسؤولة عن تنظيم درجة حرارة الجسم، والعطش، والجوع، إلى العقد القاعدية التي تتحكّم بالحركة. ورصد الباحثون في هذه النسخ تذبذبا كهربائيا سريعا بين الأعصاب، يعكس وجود دوائر كهربائية نشطة فيها. كما بدأت مجموعات البحث أخيراً بربط بعض هذه المناطق المطوّرة ببعضها على طريقة وصل مكعبات الليغو، ليلاحظ العلماء بعدها بعض النمو المبكّر الشبيه بالنمو الذي حصل في كريات الدماغ البشري.
فوائد الخلايا الجذعية
يشكّل هذا العمل جزءا من مشروع علمي أكبر يعتمد على تحفيز الخلايا الجذعية لتجتمع وتكوّن كريات أنسجة تشبه الأعضاء، تعرف بالـ«أورغانويد» organoids (نسخة مصغّرة من عضو معيّن، لا يتعدّى حجمها عادة حجم حبّة العدس). صحيح أن الأورغانويد أو النسخة المصغّرة هذه لا تكبر لتصبح نسخة مطابقة للأعضاء البشرية الكاملة، إلا أنها يمكن أن تحاكي البنية الثلاثية الأبعاد لخلايا أي عضو من الأمعاء إلى الرئتين. وهذا الأمر لا يمكن الحصول عليه من خلال دراسة القوارض، لأن تركيبتها البيولوجية مختلفة عن التركيبة البشرية.
تعد النماذج المصغرة عن الأعضاء بتقدّم كبير في مجال فهم البيولوجية البشرية الأساسية، والسيطرة على تطوّر الأمراض، إلى جانب توفيرها لاختبارات دقيقة على الأرض لتطوير أو فحص بعض الأدوية. من خلال تطوير نماذج أعضاء مصغّرة بواسطة خلايا المرضى المعاد برمجتها، سيحظى الباحثون بفرصة دراسة المرض بأسلوب فردي، أو حتى استخدام تركيبة العضو المصغّر لاستبدال بعض الخلايا المتضررة كالكبد أو النخاع الشوكي.
يقول نوفيتش في حديث نقلته مجلة «ساينس نيوز»: «تتيح الأعضاء المصغرة وصولاً هو الأول من نوعه إلى الوظائف الداخلية في جسم الإنسان»، خاصة أن قطع وفحص الدماغ البشري في الأبحاث العلمية أمر شديد الخطورة. في حال تمكّن الباحثون من دراسة نماذج دقيقة من الدوائر الكهربائية العصبية الموجودة في هذه الأدمغة المصغّرة، قد ينجحون أخيراً في التوصل إلى حلول للحالات المرضية العصبية الصعبة التي يعاني منها البشر كالصرع والفصام والتوحّد، والتي تظهر عندما يتضارب عمل شبكات التواصل في الدماغ.

كيف يبنى الدماغ؟

تعتمد وسائل صناعة أنسجة مصغّرة تحاكي أنسجة الدماغ، على الميل الفطري في خلايا الإنسان الجذعية المحفّزة نحو تشكيل نسيج عصبي. فيما يلي، ستطلعون على العملية التي طبقها أحد الفرق البحثية:
> اليوم صفر: يتمّ نقل حوالي 9000 خلية جذعية إلى أوعية على شكل V وتوضع في مزيج من الفيتامينات، والأحماض الأمينية، ومادة Y - 27632 الكيميائية (في الأيام الستة الأولى) لتفادي موت الخلايا. خلال أيام قليلة، تتجمّع الخلايا التي تكاثرت على شكل كريات صغيرة من الأنسجة العصبية. يتمّ تجديد مادة الزرع المغذية كلّ يومين أو ثلاثة.
> اليوم 18: يتمّ نقل الكريات التي ازداد حجمها، إلى أطباق بتري تحتوي على مادة مغذية ومادة CDLC، وهي عبارة عن مكمّل غذائي يزوّد النسيج بالدهون. تساعد مستويات الأكسجين العالية (40 في المائة من الأكسيجين، خمسة في المائة من ثاني أكسيد الكربون) النسيج على امتصاص ما يكفيه من الأكسجين. تظهر التكتلات التي أصبح شكلها واضحاً، طبقات مبكّرة من أنواع متعدّدة من الخلايا العصبية المتنامية بين الأسبوعين الرابع والخامس.
> اليوم 35: عندما يصل اتساعها إلى مليترين أو ثلاثة، يتمّ قطع الأورغانويد أو الأدمغة المصغّرة إلى نصفين لمنح الخلايا الموجودة في داخلها مزيداً من الأكسجين والأغذية. بعدها، يتمّ وضع التكتلات الصغيرة في مادة مغذّية جديدة ممزوجة بمعززات للنمو: مركب يشبه الجيلاتين يحتوي على دعم من البروتينات التي تعرف بـ«ماتريغيل»، ومكمّل الفيتامين بي27، الهيبارين، ومسرّع النمو LIF.
> اليوم 56: يتمّ من جديد قطع الأدمغة المصغّرة إلى نصفين ثمّ تنقل إلى أطباق جديدة مصنوعة من مادة البلاستيك تسمح بتسرّب الأكسجين، لزيادة الكمية المطلوبة للنمو الصحي لهذه الأعضاء. بعدها، يصار إلى قطع الأعضاء إلى قسمين كلّ أسبوعين أو أكثر بشكل منتظم حتى اليوم 150.


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

تقنيات التجميل المنزلية: ترويج تجاري أم فوائد صحية؟

تقنيات التجميل المنزلية: ترويج تجاري أم فوائد صحية؟
TT

تقنيات التجميل المنزلية: ترويج تجاري أم فوائد صحية؟

تقنيات التجميل المنزلية: ترويج تجاري أم فوائد صحية؟

لسنوات عديدة، كانت أجهزة التجميل في المنزل تقتصر على مجفف للشعر أو ربما فرشاة أسنان كهربائية.

ترويج أجهزة التجميل المنزلية

أما اليوم، فإنها أضحت موجودة في كل مكان أو أكثر تقدماً من أي وقت مضى، مع تسويق منتجات يتم ترويجها بكثافة تتراوح من أقنعة مصابيح «ليد» LED التي تكلف 500 دولار التي تعد بتخفيف الخطوط الدقيقة في الوجه و تقليل التبقّع والاحمرار... إلى عصي الليزر التي تزيل الشعر غير المرغوب فيه من الجسم بشكل دائم (أو هكذا يزعمون).

تجميل منزلي أرخص

تكمن جاذبية هذه الأدوات، جزئياً، في فكرة القدرة على إحضار الرعاية الذاتية الطبية إلى المنزل دون الحاجة إلى الذهاب إلى عيادة طبيب الأمراض الجلدية (أو جراح التجميل). ففي سلسلة مراكز المنتجعات الطبية Ever/Body، على سبيل المثال، تبلغ تكلفة إزالة الشعر بالليزر ما يصل إلى 300 دولار لكل جلسة؛ وتنصح الشركة بستة إلى عشرة علاجات بالإضافة إلى ضرورة «الصيانة» السنوية.

زيادة حادة في أدوات العناية المنزلية

وفي نوفمبر (تشرين الثاني) الماضي، قدر تقرير صادر عن Beauty Tech Group وPricewaterhouse Coopers أن أجهزة التجميل المنزلية تنمو بمعدل أربعة أضعاف في فئة العناية بالبشرة، وتوقع أن تصل المبيعات إلى 92.55 مليار دولار بحلول عام 2028.

وفي عصر وسائل التواصل الاجتماعي، تقدم أجهزة «اصنعها بنفسك» نوعاً آخر من «العملات المرئية» أيضاً: فهي تميل إلى أن تكون براقة ومكلفة وفي صور السيلفي تجعلك تبدو رائعاً أو مخيفاً، مثل بطل خارق صغير أو شخصية من أفلام الخيال العلمي.

قبعات ضوئية وعصي ليزرية

وتنبع جاذبية هذه الأدوات جزئياً من الصفقات الأرخص نسبياً التي يبدو أنها تقدمها، عندما يتعلق الأمر بأحدث الابتكارات التكنولوجية في الرعاية الشخصية.

* قبعة الضوء الأحمر من Higher DOSE تكلف 449 دولاراً. وتتعهد القبعة كما يذكر موقع الشركة على الإنترنت: «بتنشيط فروة رأسك ودعم نمو الشعر الصحي بقوة الضوء الأحمر (بطول موجي) 650 نانومترا»

* مجموعة أولية لأدوات الليزر من LYMA تكلف 2695 دولاراً: «تعالج العصا LYMA وهي على شكل مصباح يدوي كل شيء من ندبات الجسم وطبقات السيلوليت والأوردة العنكبوتية إلى حب الشباب وترهل الجلد ووردية الوجه rosacea».

تحول ثقافي للاستخدام المنزلي

وتقول ليلي تويلفتري من Barefaced، وهي شركة تحليل تجميل أسترالية لها حساب شهير على «تيك توك» أن ظهور جراحة الوجه التجميلية والاستخدام الواسع النطاق للمرشحات وأدوات التجميل مثل «فايستيون» Facetune أدى إلى إعادة تعريف معايير الجمال.

وأضافت: «لقد أدى هذا التحول الثقافي إلى رفع توقعات المستهلكين، حيث أصبح الناس على استعداد لدفع أسعار باهظة مقابل منتجات التجميل التي تقدم نتائج مرتفعة. ومن المتوقع الآن أن تكرر منتجات التجميل نتائج الإبرة أو السكين (التي يستخدمها الجراحون). والمستهلكون على استعداد لدفع أعلى سعر للحصول على هذه النتائج في المنزل».

منتجات بأسس علمية

لم يعد إخفاء البثور بالمكياج كافياً؛ تتابع تويلفتري: «إذ يريد المستهلكون الآن القدرة على إزالتها بالليزر بالكامل». ومقابل 19.50 دولار، تدعي رقعة علاج حب الشباب بالضوء من «l.a.b». أنها تفعل ذلك تماماً.

إن أنواع العلاجات التي يتم تسويقها عبر هذه الأجهزة لها جذور حقيقية في العلوم. إذ تم اكتشاف العلاج بالضوء الأحمر، أو التعديل الضوئي الحيوي photobiomodulation (PBM)، من قبل الطبيب المجري إندري ميستر في عام 1967 في جامعة سيميلويس الطبية في بودابست، عندما لاحظ أن ضوء الليزر يساعد في تعزيز نمو الشعر وشفاء الجروح لدى الفئران. ومنذ ذلك الحين، أصبح علاجاً لمشكلات الجلد بما في ذلك الالتهاب والندبات والتجاعيد.

تقييم متأخر للفاعلية

ومع ذلك، فإن تقييم فعالية هذه العلاجات في المنزل لم يبدأ إلا الآن. ففي أكتوبر (تشرين الأول) 2024، في دراسة نُشرت في JAMA Dermatology، وجد باحثون من كلية بيرلمان للطب بجامعة بنسلفانيا أن المرضى يمكنهم تحسين حالات الصدفية لديهم بنفس القدر في المنزل باستخدام أجهزة العلاج الضوئي المصممة لسهولة الإدارة الذاتية.

ولكن كان ذلك على وجه التحديد للصدفية، مع مجموعة محدودة من 783 مريضاً. وقال الدكتور جويل جيلفاند، أستاذ الأمراض الجلدية وعلم الأوبئة في كلية بيرلمان، والمؤلف الرئيسي للدراسة، إن أجهزة العناية بالبشرة الشائعة في المنزل تميل إلى أن تكون خاضعة للتمحيص بشكل أقل من اللازم. وأضاف: «إذا لم تتم دراستها في تجربة تحكم عشوائية، فهذا يجعلني متشككاً».

وتابع جيلفاند: «هل أجريت دراسة من قبل الشركة المصنعة من منطلق الاستفادة مالياً، أم كانت الدراسة كبيرة مع مئات المرضى؟ نظراً لأنه مجال غامض للغاية، فمن الأفضل لمعظم الناس التحدث إلى طبيب أمراض جلدية ومعرفة ما إذا كانت الطريقة الخفيفة سيكون لها بعض التأثير على بشرتهم».

منتجات بين «المسموح» و«المُجاز»

وقال الدكتور إيفان ريدر، وهو طبيب معتمد في الأمراض الجلدية والطب النفسي يمارس في مدينة نيويورك، إن العديد من الأجهزة التي يتم تسويقها للاستخدام المنزلي «مسموحة الاستعمال» cleared من قبل إدارة الغذاء والدواء، وهو ما يختلف عن كونها «مجازة أو مصادق عليها» Approved أي معتمدة من إدارة الغذاء والدواء. وأضاف: «إن كلمة المجاز تعني (مصادق عليه) أي أن الجهاز أو الدواء قد خضع لتجارب سريرية صارمة مقارنة بالدواء الوهمي، وأن النتائج ليست مجرد صدفة وقد تم تكرارها في دراسات أخرى أيضاً».

الترويج لنتائج مضللة

إن «موافقة» إدارة الغذاء والدواء، المسماة 510 (كيه) FDA 510 (k) Clearance هي غالباً ما تراه في المنزل، ما يشير فقط إلى أن الجهاز تم تقييمه من قبل إدارة الغذاء والدواء وليس خطيراً للاستخدام غير المهني.

ورفض رايدر تسمية أجهزة معينة، لكنه قال إن العديد منها تحتوي على صور على مواقعها الإلكترونية لنتائج قبل وبعد «مضللة بشكل صارخ»، مع إضاءة وظلال غير متسقة تجعل النتائج أكثر صعوبة في رؤيتها. وأضاف أن النتيجة التي يمكن للمرء أن يتوقعها خفيفة في أفضل الأحوال، لأولئك الذين لديهم «بشرة جيدة أو مخاوف بسيطة (من تدهور حالتها)».

العيادة أولاً ثم التجميل المنزلي

وتابع أنه قد يكون من الحكمة التعامل مع الرعاية المنزلية كأداة لدعم أو استكمال العلاجات في العيادة.

ومقابل تكلفة جهاز الليزر المنزلي، يمكن للمريض مثلاً - اعتماداً على المكان الذي يعيش فيه والطبيب الذي يزوره - الحصول على اثنين أو ثلاثة علاجات مجزأة بالليزر.

* خدمة «نيويورك تايمز».

حقائق

92.55

مليار دولار: توقعات مبيعات أدوات العناية المنزلية بالبشرة بحلول عام 2028