أبحاث جريئة لكشف أسرار قوة الذاكرة لدى بعض المسنين

خلايا كبيرة الحجم في المخ قد تكون مسؤولة عنها

أبحاث جريئة لكشف أسرار قوة الذاكرة لدى بعض المسنين
TT

أبحاث جريئة لكشف أسرار قوة الذاكرة لدى بعض المسنين

أبحاث جريئة لكشف أسرار قوة الذاكرة لدى بعض المسنين

تعرفت طالبة تدعى تامار غيفين على مجموعة من الأفراد الكبار في السن عام 2010؛ كانوا قد تطوعوا من أجل دراسة عن الذاكرة تجريها كلية طب «فينبرغ» بجامعة «نورث ويسترن» الأميركية. ورغم أن أعمارهم كانت تتجاوز الثمانين، اكتشفت غيفين وزملاؤها أنهم أحرزوا في اختبارات الذاكرة درجات مرتفعة تكافئ درجات من هم في الخمسينات من العمر. واشتكت من أن ذاكرتهم قوية للغاية، وكانت تطلق عليهم هي وزملاؤها لقب «المتقدمون في العمر الخارقون». وكانت مثابرتهم وما يتمتعون به من حس دعابة مثارا للإعجاب بالنسبة لها.
واتخذ بحث غيفين أخيرا منحى جديدا حادا، ففي بداية الدراسة، وافق المتطوعون على التبرع بأدمغتهم من أجل البحث العلمي. وتُوفي بعضهم وكانت مهمة غيفين تتمثل في البحث عن أدلة تشريحية تشير إلى تميز وتفرد عقولهم. وقالت: «كانت أمامي فرصة متميزة هائلة لا يمكنني وصفها. لقد تعرفت عليهم وأجريت عليهم اختبارات أثناء حياتهم وبعد مماتهم. وفي النهاية كنت أنا من ينظر إليهم من خلال عدسة الميكروسكوب».

* خلايا كبيرة
وتتجه غيفين وزملاؤها الآن نحو نشر نتائج هذه الدراسات التي أجريت عليهم بعد الوفاة. وذكر العلماء في دورية «العلوم العصبية» حديثا أن أحد الاختلافات يتعلق بوجود خلايا مخ كبيرة بشكل ملحوظ، وتعرف تلك الخلايا باسم خلايا «فون إيكونومو» العصبية von Economo neurons. وكانت نسبة تلك الخلايا الموجودة لدى تلك المجموعة من «المتقدمين في السن الخارقين» أكبر بخمس مرات من نسبتها لدى الآخرين.
وقد تساعد معرفة ما يميز تلك الأدمغة، الباحثين في العثور على علاج لمرض ألزهايمر، وغيره من الأمراض التي تؤدي إلى تراجع القدرات العقلية. مع ذلك فمن الصعب القول بمدى فائدة توفر ذلك النوع من الخلايا العصبية في المخ. وقالت الدكتورة ماري آن راغانتي، الباحثة في علم الإنسان بجامعة «كينت» للدولة التي لم تشارك في الدراسة الجديدة: «إننا لا نعلم بعد ما هي وظيفة تلك الخلايا».
وبمجرد أن بدأ علماء جامعة «نورث ويسترن» إدراج المتقدمين في العمر الخارقين في دراستهم عام 2007، أجرى الفريق مسحا عالي الجودة لأدمغتهم. وتم اكتشاف أن أدمغتهم تتكون من مجموعة سميكة من الخلايا العصبية داخل القشرة الحزامية الأمامية، حيث وجد العلماء أن متوسط درجة سمكها أكبر بنسبة 6 في المائة من سمكها لدى أشخاص في الخمسينات من عمرهم. وبعد وفاة بعض أفراد تلك المجموعة من العجائز، فحص العلماء في جامعة «نورث ويسترن» تلك التكوينات عن كثب. وصبغ الباحثون النسيج ووضعوه تحت الميكروسكوب وأذهلتهم كثرة خلايا «فون إيكونومو» العصبية. وقالت غيفين: «كان الأمر في غاية الوضوح».
وكان فلاديمير بيتز، عالم التشريح الأوكراني، أول من لاحظ وجود هذه الخلايا العملاقة «ذات الشكل المغزلي» كما وصفها عام 1881، وفي عشرينات القرن الماضي، أجرى قسطنطين فون إيكونومو، عالم التشريح النمساوي، أول دراسة تفصيلية عن الخلايا، لكن كان بحثه مغرقا في الغموض. وفقط، وفي تسعينات القرن الماضي أعاد الباحثون اكتشاف الخلايا العصبية ذات الشكل المغزلي، وأطلقوا عليها اسم «فون إيكونومو» عام 2005، ولا تنمو هذه الخلايا إلا في جزأين من أجزاء المخ البشري أحدهما القشرة الحزامية الأمامية، وقد يكون حجمها أكبر من خلايا المخ الأخرى بمقدار 4 مرات. وبدلا من أن تكون مخروطية الشكل، أو على شكل نجمة، مثلما يكون الحال عادة، تكون تلك الخلايا العصبية طويلة ورفيعة وتمتد منها أفرع تتشعب في أنحاء المخ.

* نقل الإشارات
واكتشف العلماء وجود خلايا «فون إيكونومو» العصبية لدى أنواع محدودة من الثدييات الأخرى مثل القردة، والحيتان، والأبقار. وقد يعود ظهورها إلى مواجهة أنواع مختلفة من الثدييات لبعض التحديات أسفرت في النهاية عن تطورها. مع ذلك ليس من الواضح ماهية التحديات التي قد تكون واجهتها تلك الثدييات المختلفة.
وتوصل باحثون يدرسون اضطرابات المخ إلى أدلة تشير إلى غرض تلك الخلايا العصبية ووظيفتها. ويفقد الأشخاص، الذين يعانون من شكل من أشكال الشيخوخة يسمى «الخرف الجبهي الصدغي»، الكثير من خلايا «فون إيكونومو» العصبية. وتقل نسبة ذلك النوع من الخلايا لدى مدمني الكحول 60 في المائة عن المتوسط في جزء من المخ يسمى القشرة الانعزالية.
ويظن جون ألمان من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، الذي درس خلايا «فون إيكونومو» العصبية لعشرين عاما، أن وظيفة تلك الخلايا هي نقل استجابات الأعصاب لمسافة طويلة، حيث يساعد الحجم الكبير للخلايا في الحفاظ على الإشارات الكهربائية التي تنتقل في رحلة طويلة عبر المخ. وأوضح قائلا: «أتكهن بأنها مثل جهاز سريع لنقل الإشارة». وربما تتطلب أنواع بعينها من التفكير سرعة خاصة في الأدمغة كبيرة الحجم. وربما تساعدنا خلايا «فون إيكونومو» بنقلها للإشارات من القشرة الحزامية الأمامية والقشرة الانعزالية، إلى أجزاء أخرى من المخ، في تنظيم الاستجابات، والحفاظ على تركيزنا على الأهداف طويلة المدى، حسبما أوضح ألمان.
كذلك تعد احتمالية أن تكون وظيفة تلك الخلايا العصبية هي الحفاظ على ذكاء عقول كبار السن أمرا مثيرا للاهتمام على حد قول ألمان، رغم إشارته إلى أن النتائج الجديدة كانت تستند إلى أبحاث أجريت على عدد محدود من الأفراد.
وفحصت غيفين وزملاؤها أدمغة 5 من المتقدمين في العمر الخارقين وعقدت مقارنة بينها وبين أدمغة 5 من الأشخاص العاديين في الثمانينات من العمر، و5 آخرين يعانون مشكلات طفيفة في الذاكرة.
وقد تجعل الزيادة في خلايا «فون إيكونومو» المرء أكثر جلدا ومثابرة، لكن لا يمكن لأحد تفسير سبب وجود عدد كبير من تلك الخلايا لدى البعض. هل كانت لديهم منذ البداية، أم أنهم تمكنوا بطريقة ما من الحفاظ عليها على مدى السنوات؟ وأعربت غيفين عن رغبتها في دراسة أشخاص لعقود طويلة لمعرفة كيف تظهر تلك الخلايا العصبية وتبقى، لكنها أوضحت قائلة: «من يريد الانتظار لمدة 65 عاما؟ ستقتلني أمي لأنها تريد علاجا لمرض ألزهايمر الآن».

* خدمة «نيويورك تايمز»



التنشيط الزائد للجهاز المناعي الفطري قد يسبب السرطان

رسم تصويري للإنترفيرون الذي يفرزه نظام المناعة لمحاربة الفيروسات الدخيلة
رسم تصويري للإنترفيرون الذي يفرزه نظام المناعة لمحاربة الفيروسات الدخيلة
TT

التنشيط الزائد للجهاز المناعي الفطري قد يسبب السرطان

رسم تصويري للإنترفيرون الذي يفرزه نظام المناعة لمحاربة الفيروسات الدخيلة
رسم تصويري للإنترفيرون الذي يفرزه نظام المناعة لمحاربة الفيروسات الدخيلة

تؤكد دراسة أميركية جديدة على الدور المزدوج الذي يلعبه الجهاز المناعي الفطري (الطبيعي)، ليس فقط بوصفه حارساً ضد مسببات الأمراض، ولكن أيضاً، من جهة أخرى، بوصفه مساهماً محتملاً في الإصابة بالسرطان عندما يُنشَّط باستمرار بسبب عدم الاستقرار الجيني.

وتلعب الإشارات المناعية عادة دوراً رئيسياً في الحفاظ على استقرار الجينوم خلال تضاعف «الحمض النووي (دي إن إيه - DNA)».

وجاءت نتائج الدراسة لتضيف رؤى حيوية لفهمنا البيولوجيا البشرية الأساسية، كما أنها قد تلقي أيضاً ضوءاً جديداً على بدايات نشوء الورم الخبيث، وتقدم فرصاً محتملة لعلاجات جديدة.

لقد طورت الكائنات الحية مسارات معقدة لاستشعار الحمض النووي التالف وإرسال الإشارات إليه وإصلاحه. وهناك جوانب جديدة حول دور الجهاز المناعي الفطري في الاستجابة للتعامل مع هذا الضرر، سواء في سياق الإصابة بالسرطان، وفي تعزيز صحة الإنسان بشكل عام.

تنشيط الجهاز المناعي... والسرطان

تكشف الدراسة الجديدة، التي قادها المؤلف الأول الدكتور هيكسياو وانغ، من «برنامج البيولوجيا الجزيئية» في «مركز ميموريال سلون كيترينغ للسرطان» الأميركي في نيويورك، ونُشرت في مجلة «Genes & Development» يوم 25 أكتوبر (تشرين الأول) 2024، عن وجود صلة بين الإشارات المناعية الفطرية وتطور الورم في أنسجة الثدي.

وتشير البيانات البحثية إلى أنه عندما ينشأ عدم الاستقرار في الجينوم، فإن التنشيط المزمن للجهاز المناعي الفطري يمكن أن يزيد بشكل كبير من احتمالات الإصابة بالسرطان.

وركزت الدراسة على مركب بروتيني معقد يسمى «مركب بروتين إصلاح كسور الحمض النووي (دي إن إيه) مزدوج السلسلة (Double-strand break repair protein Mre11)»، وهو إنزيم يرمَّز في البشر بواسطة الجين «MRE11» الذي يلعب دوراً محورياً في الحفاظ على استقرار الجينوم من خلال استشعار وإصلاح «كسور الحمض النووي مزدوج السلسلة».

طفرة بروتينية وتطور الورم

ولدراسة كيف يمكن أن تؤدي المشكلات المتعلقة بهذا البروتين إلى الإصابة بالسرطان، تلاعب الفريق بنسخ من البروتين في «عضويات الأنسجة الثديية (وهي أعضاء نموذجية مصغرة مزروعة في المختبر)»، وقد زُرعت في فئران المختبر.

* تطور الورم: عندما نُشّطت الجينات السرطانية، طورت الفئران التي تحتوي عضويات تحمل «مركب بروتين إصلاح» متحولة مختبرياً، أوراماً بمعدل أعلى بكثير (نحو 40 في المائه) مقارنة بنحو 5 في المائة فقط لدى الفئران الطبيعية. ويؤكد هذا الاختلاف الصارخ على دور «مركب بروتين الإصلاح» في الحفاظ على الاستقرار الجينومي وقمع تكوّن الورم.

* عدوانية الورم: كانت الأورام التي نشأت لدى الفئران التي تحتوي عضويات تحمل «مركب بروتين إصلاح» متحولة، أكثر عدوانية بشكل ملحوظ من تلك الموجودة لدى نظيراتها الطبيعية. وهذا يشير إلى أن فقدان، أو طفرة، «مركب بروتين الإصلاح» لا يزيدان فقط من احتمالية بدء السرطان، ولكنهما قد يساهمان أيضاً في ظهور نمط سرطاني أكثر توغلاً أو سريع التقدم.

كما توفر هذه النتائج رابطاً واضحاً بين أوجه القصور في «مركب بروتين الإصلاح» وعدم الاستقرار الجيني وارتفاع خطر الإصابة بالسرطان؛ مما يسلط الضوء على الدور الحاسم الذي يلعبه المركب في الحماية من تطور الورم. وقد يساعد فهم هذه العلاقة في إعداد استراتيجيات علاجية محتملة لاستهداف ضغوط التكاثر السرطاني ومسارات تنشيط المناعة في تلك السرطانات المرتبطة بخلل في عمل «مركب بروتين الإصلاح».

نقص البروتين يهدد الجينوم

يعتمد هذا البحث الجديد على دراسة سابقة قادها الدكتور كريستوفر واردلو من «برنامج علم الأحياء الجزيئي» في «مركز ميموريال سلون كيترينغ للسرطان» التي نشرت في مجلة «Nature Communications» يوم 10 أكتوبر (تشرين الأول) عام 2022.

وركزت تلك الدراسة على دور «مركب بروتين الإصلاح» في الحفاظ على سلامة الجينوم. ووجدت أنه عندما يكون المركب غير نشط أو ناقصاً فإنه يؤدي إلى تراكم الحمض النووي في سيتوبلازم الخلايا، وتنشيط الإشارات المناعية الفطرية. وكشف هذا الجانب من البحث عن ارتباط مهم بين طفرات «المركب» وتنشيط الاستجابة المناعية.

وأدى «المركب المتحور» إلى زيادة تنشيط الجينات المحفزة بالإنترفيرون (ISGs) وهو ما يشير إلى أنه عندما يكون المركب غير فعال فإن الجهاز المناعي الفطري يُنشَّط بشكل غير طبيعي، حتى في غياب محفز فيروسي أو مسبب للأمراض خارجي نموذجي.

والإنترفيرونات جزيئات إشارات تطلقها الخلايا عادة استجابة للعدوى الفيروسية والتحديات المناعية والضغوط الخلوية، ويشير تنشيطها في سياق طفرات «مركب بروتين الإصلاح» إلى أن الخلية تدرك عدم الاستقرار الجيني بوصفه شكلاً من أشكال الإجهاد يتطلب استجابة مناعية.

إمكانات العلاج

وقد سلطت هاتان الدراستان (وغيرهما) معاً ضوءاً جديداً على كيفية عمل «مركب بروتين الإصلاح» لحماية الجينوم عند تكاثر الخلايا، وكيف أنه يمكن عندما لا يعمل بشكل صحيح أن يحفز الجهاز المناعي الفطري بطرق يمكن أن تعزز السرطان.

وقد يؤدي فهم هذه الآليات إلى استراتيجيات تخفف من «تنشيط المناعة المزمن»، مما قد يمنع تطور الأورام، أو يقدم طرقاً علاجية جديدة، كما يفتح طريقاً واعدة للعلاجات التي قد تمنع سوء التنظيم الجيني، أو تخفف من الاستجابات المناعية الضارة.