نموذج معملي مصغّر للدماغ باستخدام الخلايا الجذعية

واجهات عصبية ثلاثية الأبعاد (صورة من جامعة نورث وسترن)

نجح فريق بحثي أميركي في إعداد نموذج مصغر للدماغ البشري باستخدام الخلايا الجذعية، بحيث يمكن استخدامه معملياً في دراسة الأمراض التنكسية العصبية.
وخلال دراسة نشرت أول من أمس في دورية «ساينس أدفانسيس»، أعلن الباحثون من جامعتي نورث وسترن، وإلينوي، عن تفاصيل تقنيتهم الجديدة والتي اعتمدت على نوع من الخلايا الجذعية متعددة القدرات، وتم استخدامها في إعداد التركيبات ثلاثية الأبعاد للخلايا العصبية، والمعروفة باسم «الأجسام شبه الكروية القشرية»، ثم تم دمجها مع نظام للواجهة العصبية ثلاثي الأبعاد طوره الباحثون باستخدام الطباعة الحيوية، بما مكنهم من إنشاء مختبر صغير، أشبه بـ«دماغ صغير» مصمم خصيصاً لدراسة الأدمغة.
وقاموا بعد ذلك بدمج أقطاب كهربائية في هذا المختبر الصغير لتسجيل النشاط الكهربائي، ودمجوا مجسات صغيرة، مثل مستشعرات الأكسجين ومصابيح «ليد» صغيرة، لإجراء تجارب علم البصريات الوراثي، كما أدخلوا الجينات في الخلايا التي سمحت لهم بالتحكم في النشاط العصبي باستخدام نبضات ضوئية مختلفة الألوان.
ومن خلال هذا العمل، أصبح ممكنا من الناحية النظرية لأي شخص التبرع بعدد محدود من خلاياه (على سبيل المثال، عينة الدم، خزعة الجلد)، ويمكن للعلماء بعد ذلك إعادة برمجة هذه الخلايا لإنتاج نموذج دماغ صغير يعبر عن الهوية الجينية للشخص، وبالتالي يمكن أن يكون الباحثون قادرين على اقتراح تدخلات علاجية أفضل تخص كل شخص.
قال الدكتور كولين فرانز، الباحث الرئيسي بالدراسة في تقرير نشره موقع جامعة نورث وسترن، بالتزامن مع نشر الدراسة «التقدم الذي أحرزه هذا البحث يضع حدوداً جديدة في الطريقة التي ندرس بها الدماغ ونفهمه، فبعد أن تم تطوير النظام الأساسي ثلاثي الأبعاد والتحقق من صحته، سنتمكن من إجراء المزيد من الدراسات المستهدفة على مرضانا الذين يتعافون من إصابة عصبية أو يكافحون مرضًا تنكسيًا عصبيًا».
ويوضح فرانز، أنه يمكنهم استغلال نموذج الدماغ المصغر لفهم الأمراض العصبية بشكل أفضل، واختبار الأدوية والعلاجات ذات الإمكانات السريرية، ومقارنة نماذج الخلايا المختلفة المشتقة من المرضى، وسيمكن ذلك من فهم الاختلافات الفردية التي قد تفسر التباين الواسع في النتائج الملحوظة في إعادة التأهيل العصبي.