تجربة الدماغ المخبرية تعكس آثار الجينات المرتبطة بالتوحد

تجربة الدماغ المخبرية تعكس آثار الجينات المرتبطة بالتوحد

الاختلافات في متلازمة بيت هوبكنز (يمين) وعضوية تحكم (يسار)

كشف العلماء عن تغييرات في البنية العصبية يمكن أن تكمن وراء اضطراب طيف التوحد المعروف باسم  متلازمة بيت هوبكنز ، وذلك بفضل مساعدة الأدمغة المخبرية المطورة من الخلايا البشرية.

علاوة على ذلك ، تمكن الباحثون من استعادة الوظائف الجينية المفقودة من خلال استخدام استراتيجيتين مختلفتين للعلاج الجيني - ملمحين إلى إمكانية العلاجات التي يمكن أن توفر يومًا ما لأولئك الذين يعانون من هذه الحالة خيارات جديدة لتحسين نوعية حياتهم.

متلازمة بيت هوبكنز هي حالة نمو عصبي تنجم عن طفرة في جين إدارة الحمض النووي يسمى عامل النسخ 4 ( TCF4 ). تم تصنيفها على طيف التوحد نظرًا لتأثيرها الشديد على المهارات الحركية والتكامل الحسي ، وهي حالة معقدة تنطوي على مجموعة من الشدة.

علاوة على ذلك ، ترتبط التغييرات في جين TCF4 بأشكال أخرى من التوحد وحالات نمو عصبي متنوعة ، بما في ذلك الفصام .

على الرغم من أهميته الواضحة في نمو دماغنا ، إلا أننا لا نعرف الكثير عن آليات الجين ، لا في أشكاله النموذجية أو المتحولة.

سعى باحثون من جامعة كامبيناس في إسبانيا وجامعة كاليفورنيا سان دييغو (UC San Diego) إلى تغيير هذا من خلال دراسة طريقة عمل الجينات في بيئة قريبة من الدماغ النامي بقدر ما يمكن أن تحصل عليه أخلاقياً.

تمت إعادة برمجة خلايا الجلد المأخوذة من متطوعين مصابين بمتلازمة بيت هوبكنز إلى خلايا جذعية شكلت أسس كتلة تشبه الدماغ ، تسمى عضويًا قشريًا في الدماغ.

العضيات هي نسخ مبسطة من دماغ حقيقي ، غير قادرة على أداء جميع الوظائف المتوقعة من عضو حقيقي. ومع ذلك ، فهم يساعدون الباحثين في دراسة جوانب الدماغ ، وإظهار ميزات مثل ترتيب نمو الأنسجة ، وسلسلة المحفزات الكيميائية التي قد نراها في الجنين النامي.

من خلال دراسة تقدم الأنسجة مع النسخ الطافرة من TCF4 المأخوذة من الأفراد المصابين بمتلازمة بيت هوبكنز ، ومقارنتها مع الأنسجة ذات جينات TCF4 الأكثر شيوعًا ، يمكن للباحثين رسم خريطة للتغيرات في بنية الأنسجة وعملها.

يقول طبيب الأطفال أليسون آر.

كانت الكتل التي تم إنشاؤها باستخدام جينات TCF4 غير النمطية أصغر بشكل ملحوظ من العضيات الضابطة ، لسبب واحد ، حيث أظهر بعضها تشويهًا مستقطبًا في بنيتها العامة.

اكتشف الباحثون أيضًا أن نسخة الجين المسؤول عن متلازمة بيت هوبكنز تجمد الخلايا السلفية التي تؤدي إلى ظهور أنواع مختلفة من الخلايا العصبية ، مما يضعف قدرتها على التنويع.

ينتج عن هذا انخفاض في عدد الخلايا العصبية في القشرة ، فضلاً عن انخفاض في نشاطها - وهما عاملان يمكن أن يساعدا في تفسير الاختلافات الأكثر عمقًا في الأدمغة المصابة بالتوحد أو الفصام.

يبدو أن جزءًا من سبب هذا الانخفاض في التمايز العصبي هو انخفاض في نوع معين من الإشارات يحدث عبر أغشية الخلايا.

من خلال دعم هذه الإشارة بشكل مصطنع من خلال المستحضرات الصيدلانية المستهدفة ، وجد الباحثون أنه يمكنهم إعادة بعض التنوع العصبي والنشاط الكهربائي على الأقل إلى المناطق القشرية من العضيات.

أدى التصحيح الجيني لطفرات TCF4 في الأنسجة أيضًا إلى عكس تأثيرات الطفرة ، مما يجعل العضيات التي تم إنشاؤها من متطوعين مصابين بمتلازمة بيت هوبكنز تبدو أكثر شبهاً بالعضوية الضابطة.

يقول موتري: "حقيقة أننا نستطيع تصحيح هذا الجين وأن النظام العصبي بأكمله يعيد تأسيس نفسه ، حتى على المستوى الوظيفي ، أمر مذهل" .

إنها معلومة أساسية صغيرة يمكن أن تؤدي في يوم من الأيام إلى بعض العلاجات الثورية ، على الرغم من أن ذلك اليوم لا يزال بعيد المنال.

العضيات ليست أدمغة تعمل بكامل طاقتها ، مما يترك مجالًا كبيرًا للعوامل التي يتم التغاضي عنها والتي يمكن أن تعقد الأمور.

والأهم من ذلك ، أن حالات مثل التوحد وانفصام الشخصية لا تظهر إلا بعد الولادة. بدون معرفة كيف تؤثر التغييرات في تمايز ونشاط الأعصاب على وظيفة دماغ مكتمل التكوين بشكل أكبر ، من المستحيل معرفة قيمة علاجات مثل هذه.

ولكن في حين أنها خطوة صغيرة نحو فهم كيفية ظهور بعض اضطرابات النمو العصبي ، إلا أنها تقدم أيضًا تقدمًا يمكن أن يمنح المتأثرين بالجين المتحور خيارًا في كيفية إدارتهم لرفاههم.

يقول موتري: "بالنسبة لهؤلاء الأطفال وأحبائهم ، فإن أي تحسينات في الوظيفة الإدراكية الحركية ونوعية الحياة تستحق المحاولة" .