دراسة حديثة تنجح في إنماء تراكيب بصرية على جانبي أدمغة مستزرعة مخبريا

يعتبر نمو العين وتطورها أثناء المراحل الجنينية من أكثر عمليات النمو تعقيدا. غير أن الأدمغة المنماة مخبريا قد تسبر أغوار ذلك اللغز.

نمو العين وتطورها أثناء المراحل الجنينية يعد من أكثر عمليات النمو تعقيدا (شترستوك)

يحاول العلماء فهم الدماغ عبر تبسيط هذا العضو بالغ التعقيد من خلال استزراع عُضُي مُصغَّر شبيه به في المختبر.

وتُنْتَجُ هذه الأدمغة المصغرة -التي تعرف باسم "عضيات الدماغ" (Brain organoids)- من خلال استنبات الخلايا الجذعية المستحَثَّة متعددة القدرات (Induced pluripotent stem cells) في أطباق المختبر التي تحتوي على مغذيات وعوامل نمو خاصة تساعد على تمايز الخلايا الجذعية إلى أنسجة تشبه مخ الإنسان وذات هياكل ثلاثية الأبعاد.

البقعة البيضاء تمثل الكأس البصرية التي تتوسط القرص البصري للعين (ويكيبيديا-إريك ويزنر)

قدرات مذهلة

وتشبه عضيات الدماغ أنسجة المخ من الناحية التشريحية، لكنها لا تملك شيئا من الأفكار أو العواطف أو الوعي.

ونظرا لخطورة اختبار الأدوية مباشرة على الأدمغة البشرية الحية -على الأقل من الناحية الأخلاقية-، فإن عضيات الدماغ توفر بديلا آمنا للأغراض البحثية. إذ تساعد هذه الأدمغة المصغرة العلماء على دراسة الأمراض العصبية. كما أنها تمكن العلماء من فهم الكيفية التي ينظم بها الدماغ العمليات المختلفة.

ولأن نمو العينين يعد من العمليات المعقدة التي تشغل اهتمام الباحثين، فإن فهم الأسس الجزيئية لتلك العلمية يعد أمرا ضروريا قد يساعد في التشخيص المبكر لاعتلال الشبكية.

يذكر أن أبحاثا سابقة قد تمكنت من استحثاث تمايز الخلايا الجذعية الجنينية أو الخلايا الجذعيّة متعددة القدرات إلى كؤوس بصرية (Optic cups)؛ وهي منطقة تتوسط القرص البصري للعين ويتطور منها مجمل تراكيب العين أثناء نمو الجنين.

غير أن دراسة حديثة نشرت في دورية "سيل ستيم سيل" (Cell Stem Cell) يوم 17 أغسطس/آب الجاري قد أرادت استحثاث نمو الكؤوس البصرية كتراكيب تلقائية متكاملة تنمو على جانبي العضيات الدماغية. الأمر الذي قد يساعد على فهم الكيفية التي ينمو بها نوعان من الأنسجة معا بدلا من استزراع الهياكل البصرية بعيدا عن أنسجة الدماغ.

تشبه عضيات الدماغ أنسجة المخ من الناحية التشريحية (يوريك ألرت-إلكي غابريال)

نهج جديد

وقد أفادت بعض الدراسات السابقة بإمكانية توليد الخلايا الشبكية في العضيات الدماغية، غير أن هذه الخلايا لم تتطور لتُنتِج تراكيب بصرية. ولذا، فقد استخدم العلماء نهجا مغايرا لحث تطوير تراكيب بصرية تنتج عن تمايز الخلايا الجذعية متعددة القدرات بدلا من إجبارها على التمايز إلى خلايا عصبية في مراحل تطورها المبكرة.

وطبقا للتقرير الذي نشره موقع "ساينس ألرت" (Science Alert)، فإن عضيات الدماغ المُستزرَعة قد طورت كأسين بصريين متناظرين ينموان على كلا الجانبين، مما يمنحنا نظرة مستفيضة عن الكيفية التي تتطور بها العين في الأجنة البشرية. وقد أظهرت النتائج أن تلك الأدمغة الصغيرة التي تم إنماؤها في المختبر قد طورت تلقائيا هياكل بدائية للعين.

إذ ظهرت الكؤوس البصرية على جانبي العضيات الدماغية المستزرعة بعد 30 يوما من تطورها. كما بدت هذه الهياكل واضحة بشكل جلي بعد مرور 50 يوما. وهو ما يتوافق تماما مع الوقت اللازم لتطور العين في الجنين البشري.

وإضافة لذلك، فقد احتوت الكؤوس البصرية على أنواع مختلفة من الخلايا الشبكية التي نُظِّمت في شبكات عصبية مستجيبة للضوء. كما أنها احتوت على عدسة وأنسجة قرنية. وأخيرا، فقد أظهرت هذه التراكيب وجود اتصال بين الشبكية ومناطق أخرى في أنسجة المخ.

ظهور الكؤوس البصرية على جانبي العضيات الدماغية المستزرعة بعد 30 يوما (يوريك ألرت-إلكي غابريال)

مستقبل واعد

ويعقب جاي جوبالاكريشنان، عالم الأعصاب في "مستشفى دوسلدورف الجامعي" (University Hospital Düsseldorf) في ألمانيا وقائد الدراسة في البيان الصحفي المنشور على موقع "يوريك ألرت" (Eurek Alert)، بأن هذه النتائج "تسلط الضوء على قدرات عضيات الدماغ المذهلة في إنتاج بنى حسية بدائية حساسة للضوء. إذ يمكنها أن تؤوي أنواعا من الخلايا المشابهة لتلك الموجودة في الجسم".

وبالطبع، فإن هذه النتائج توفر إطارا معرفيا أفضل عن الكيفية التي تتمايز وتتطور بها أنسجة العين. كما أنها قد تساعد في تشخيص ومعالجة أمراض العيون. وهو ما يؤكده جوبالاكريشنان قائلا إن "هذه العضيات قد تساعد على دراسة التفاعلات التي تحدث بين الدماغ والعين أثناء نمو الجنين".

ويختتم جوبالاكريشنان بأن هذه النتائج قد "تفيد في نمذجة اضطرابات الشبكية الوراثية. كما أنها قد تساعد على توليد خلايا شبكية خاصة بالمريض بهدف تصميم عقاقير شخصية".

المصدر : ساينس ألرت + مواقع إلكترونية + يوريك ألرت

حول هذه القصة

رصدت وزارة الزراعة في الولايات المتحدة الأميركية عشا جديدا لدبابير آسيوية عملاقة، التي تعتبر من الحشرات الدخيلة على البيئة هناك، الأمر الذي قد يلحق الضرر بالنظام البيئي ويفتك بأعداد نحل العسل.

Published On 17/8/2021
المزيد من علوم
الأكثر قراءة