الخلايا العصبية ليست مجرد خلايا عصبية. اعتمادًا على مدى تمييزنا بدقة ، هناك عدة مئات إلى عدة آلاف من أنواع الخلايا العصبية المختلفة في الدماغ البشري وفقًا لآخر الحسابات. تختلف أنواع الخلايا هذه في وظيفتها ، وعدد وطول الملاحق الخلوية ، وفي ترابطها. إنها تنبعث من الناقلات العصبية المختلفة في نقاط الاشتباك العصبي لدينا ، واعتمادًا على منطقة الدماغ – على سبيل المثال ، القشرة الدماغية أو أنواع الخلايا المختلفة نشطة.
عندما أنتج العلماء خلايا عصبية من الخلايا الجذعية في أطباق بتري لتجاربهم في الماضي ، لم يكن من الممكن أخذ تنوعها الهائل في الاعتبار. حتى الآن ، قام الباحثون بتطوير إجراءات لتزويد بضع عشرات من أنواع الخلايا العصبية في المختبر. لقد حققوا ذلك باستخدام الهندسة الوراثية أو عن طريق إضافة جزيئات الإشارة لتفعيل مسارات إشارات خلوية معينة. ومع ذلك ، لم يقتربوا أبدًا من تحقيق تنوع مئات أو الآلاف من أنواع الخلايا العصبية المختلفة الموجودة بالفعل.
تقول باربرا تريوتلين ، الأستاذة في قسم العلوم والهندسة في إيث زيورخ في باسيل: “تُستخدم الخلايا العصبية المستمدة من الخلايا الجذعية في كثير من الأحيان لدراسة الأمراض. ولكن حتى الآن ، غالبًا ما تجاهل الباحثون الأنواع الدقيقة من الخلايا العصبية التي يعملون معها”. ومع ذلك ، فإن هذا ليس أفضل طريقة لمثل هذا العمل. “إذا أردنا تطوير نماذج ثقافة الخلايا للأمراض والاضطرابات مثل الزهايمر ، وشلل الشلل القدامى والاكتئاب ، نحتاج إلى أخذ نوع محدد من الخلايا العصبية المعنية في الاعتبار.”
كان الفحص المنهجي هو مفتاح النجاح
أنتجت Treutlein وفريقها الآن أكثر من 400 نوع مختلف من الخلايا العصبية. عند القيام بذلك ، مهد العلماء الطريق لإجراء البحوث العصبية الأساسية الأكثر دقة مع تجارب ثقافة الخلايا.
حقق الباحثون ETH هذا من خلال العمل مع ثقافة من الخلايا الجذعية التي تسببها الإنسان التي تم إنشاؤها من خلايا الدم. في هذه الخلايا ، استخدموا الهندسة الوراثية لتنشيط جينات منظمات عصبية معينة وعلاجوا الخلايا بمورفوجينات مختلفة ، وهي فئة خاصة من جزيئات الإشارة. اتبعت Treutlein وفريقها مقاربة منهجية ، باستخدام سبعة مورفوجينات في مجموعات وتركيزات مختلفة في تجارب الفحص الخاصة بهم. أدى ذلك إلى ما يقرب من 200 مجموعة مختلفة من الظروف التجريبية.
morphogens
Morphogens هي رسل معروف من الأبحاث إلى التنمية الجنينية. لا يتم توزيعها بشكل موحد داخل جنين ولكن تحدث في مجموعة متنوعة من التركيزات التي تشكل أنماطًا مكانية. وبهذه الطريقة ، يحددون موضع الخلايا داخل الجنين ، على سبيل المثال ما إذا كانت الخلية بالقرب من محور الجسم أو في الظهر أو البطن أو الرأس أو الجذع. وفقًا لذلك ، يساعد Morphogens على تحديد ما ينمو في الجنين.
استخدم الباحثون تحليلات مختلفة لإثبات أنهم أنتجوا أكثر من 400 نوع مختلف من الخلايا العصبية في تجربتهم. قاموا بفحص الحمض النووي الريبي (وبالتالي النشاط الوراثي) على مستوى الخلايا الفردية ، وكذلك المظهر الخارجي للخلايا ووظائفها: على سبيل المثال ، أي نوع من تذييل الخلايا لديهم أي الكميات وأي نبضات الأعصاب الكهربائية التي تنبعث منها.
اقرأ أيضًا...
ثم قارن الباحثون بياناتهم بمعلومات من قواعد بيانات الخلايا العصبية من الدماغ البشري. من خلال القيام بذلك ، تمكنوا من تحديد أنواع الخلايا العصبية التي تم إنشاؤها ، مثل تلك الموجودة في الجهاز العصبي المحيطي أو خلايا الدماغ وجزء من الدماغ ، سواء كانوا يرون الألم أو البرد أو الحركة ، وما إلى ذلك.
الخلايا العصبية داخل المختبر لأبحاث المكونات النشطة
يوضح Treutlein أنها لا تزال بعيدة عن إنتاج جميع أنواع الخلايا العصبية الموجودة في المختبر. ومع ذلك ، يمكن للباحثين الآن الوصول إلى عدد أكبر بكثير من أنواع الخلايا المختلفة مما كانت عليه من قبل.
إنهم يرغبون في استخدام الخلايا العصبية داخل المختبر لتطوير نماذج ثقافة الخلايا لدراسة الحالات العصبية الخطيرة ، بما في ذلك الفصام ، الزهايمر ، باركنسون ، الصرع ، اضطرابات النوم والتصلب المتعدد. نماذج ثقافة الخلايا من هذا النوع هي أيضًا ذات أهمية كبيرة في الأبحاث الصيدلانية لاختبار آثار المركبات النشطة الجديدة في ثقافات الخلايا دون اختبار الحيوانات ، مع الهدف النهائي ليوم واحد القدرة على علاج هذه الظروف.
في المستقبل ، يمكن أيضًا استخدام الخلايا للعلاج ببدائل الخلايا ، والتي تنطوي على استبدال الخلايا العصبية المريضة أو الميتة في الدماغ بخلايا بشرية جديدة.
ولكن هناك تحد يجب التغلب عليه قبل أن يحدث ذلك: غالبًا ما أنتج الباحثون مزيجًا من أنواع مختلفة من الخلايا العصبية في تجاربهم. إنهم يعملون الآن على تحسين طريقتهم بحيث لا تنتج كل حالة تجريبية سوى نوع واحد من الخلية. لديهم بالفعل بعض الأفكار الأولية حول كيفية تحقيق ذلك.
المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily
