اكتشاف قنوات صغيرة داخل الجمجمة يمكن أن تكون حيوية للدماغ

اكتشاف قنوات صغيرة داخل الجمجمة يمكن أن تكون حيوية للدماغ

الأشعة السينية لجمجمة الإنسان.

يمكن أن يكون الاختصار بين الجمجمة والدماغ طريقة ممكنة لنظام المناعة البشري لتجاوز الحاجز الدموي الدماغي.

اكتشف الباحثون مؤخرًا سلسلة من القنوات الصغيرة في الفئران والجماجم البشرية ، وفي الفئران على الأقل ، تمثل هذه المسارات الصغيرة  مصدرًا غير متوقع لمناعة الدماغ.

في السابق ، افترض العلماء أن الجهاز المناعي يتصل بالدماغ عن طريق الانزلاق عبر نوع من البوابة الجمركية العصبية - حاجز يفصل قنوات الدم عن الأنسجة العصبية المهمة.

الآن يبدو أنه ليست هناك حاجة لقطع شوطا طويلا بعد كل شيء. يبدو أن الخلايا المناعية داخل العظم الذي يحيط بالدماغ لها مسار مباشر أكثر.

في العام الماضي ، وجد الباحثون مجموعة كاملة من الخلايا المناعية مخبأة في نخاع عظم قحف الفأر. عند مواجهة فيروس أو ورم في الدماغ ، تنتقل هذه الخلايا عبر قنوات الجمجمة إلى السائل النخاعي.

الآن ، يبدو أن هذا المسار السري هو في الواقع طريق ذو اتجاهين.

لا يمكن للخلايا المناعية الموجودة في غطاء الجمجمة أن تتدفق إلى الدماغ فحسب ، بل وجد الباحثون أن السائل الدماغي الشوكي يمكن أن يتسرب أيضًا إلى الجمجمة.

يعتقد الخبراء أنه يعمل نوعًا ما مثل توقف المناعة.

قناة في جمجمة الإنسان.

نظرًا لأن السائل الصافي الذي يمتص دماغ الثدييات يتدفق عبر شقوق في الجمجمة ، فإنه يتم مراقبته عن كثب بحثًا عن التهديدات من قبل الخلايا في نخاع العظام.

إذا تم الكشف عن العامل الممرض ، يستجيب نخاع العظام عن طريق إنتاج خلايا مناعية لمحاربة العدوى.

تُظهر مقتفعات الفلورسنت ، التي يتم حقنها في السائل الدماغي الشوكي للفئران ، بوضوح انتقال السائل النخاعي عبر قنوات أقل من المليمتر في غطاء الجمجمة إلى نخاع العظم.

عندما حقن الباحثون أدمغة الفئران بالبكتيريا المسببة لالتهاب السحايا ، والتي تسبب التهاب غشاء الدماغ أو السحايا ، بدأت العدوى تنتشر داخل السائل الدماغي النخاعي.

ثم غزا كل من السائل والبكتيريا الجمجمة عبر هذه القنوات الصغيرة وحفزوا استجابة الجهاز المناعي. 

دخول البكتيريا (الخضراء) إلى قناة الجمجمة في دماغ الفأر.

بعد ساعة من حقن البكتيريا في دماغ الفأر ، تم تصنيف 99٪ من الخلايا الجذعية في نخاع عظام الجمجمة بأجسام مضادة خاصة بها . 

يقول ماتياس ناريندورف ، الذي يعمل في مستشفى ماساتشوستس العام وجامعة هارفارد : "نحن نعلم الآن أن الدماغ يمكن أن يرسل إشارة إلى مركز المناعة هذا - بعبارة أخرى ، صرخة طلبًا للمساعدة في حالة حدوث خطأ ، مثل أثناء العدوى والالتهاب" .

"تقوم الخلايا الموجودة في نخاع عظام الجمجمة بمراقبة السائل الدماغي الشوكي الذي يخرج من الدماغ عبر قنوات الجمجمة التي اكتشفناها سابقًا."

في عام 2018 ، أدرك نهريندورف وزملاؤه  أن نخاع العظم في جمجمة الثدييات مرتبط مباشرة بالسحايا عبر قنوات وعائية صغيرة جدًا في العظم.

في السنوات التي تلت ذلك ، أصبح من الواضح أن الجمجمة مصدر مهمل لمراقبة المناعة. قبل ذلك ، كان من المفترض أن صحة دماغ الثدييات تتم مراقبتها من خلال مواقع مناعية بعيدة في أماكن أخرى من الجسم.

لكن البحث الجديد يشير إلى أن هذه المواقع الأخرى ليست مشاركة ، على الأقل ليس في البداية. بعد ساعة من حقن الباحثين للفئران بمُمرِض داخل المخ ، لم يُظهر نخاع العظم المحيطي في عظم ساق الفأر خلايا تحمل علامات الأجسام المضادة. ومع ذلك ، فإن نخاع عظام الجمجمة فعل ذلك.

يشير هذا إلى أن الجهاز المناعي الموجود في الجمجمة يعتني بالعدوى العصبية أولاً.

كتب المؤلفون  في ورقتهم البحثية الجديدة  : "بشكل عام ، يتطلب نخاع الجمجمة فحصًا دقيقًا نظرًا لقربه من السحايا و [الجهاز العصبي المركزي] والتحدث المتبادل معه" .

"أخذ العينات المستمر من تدفق [السائل النخاعي] يشير إلى أن حالة نخاع الجمجمة قد تعكس صحة الدماغ وأن نخاع الجمجمة له دور بارز في تنظيم التهاب [الجهاز العصبي المركزي]."

كشفت نظرة فاحصة مع المناعة أن نخاع العظم في جمجمة الفأر يحتوي على تركيبة مختلفة قليلاً من الخلايا المناعية عن نخاع العظم من قصبة الفأر.

في الجمجمة ، تم إثراء العدلات ، وهي خط الدفاع الأول لجهاز المناعة ، والخلايا الأحادية ، التي تقتل الغزاة أو تنبه خلايا الدم الأخرى للعمل ، بشكل كبير بعد حقن دماغ الفأر بالبكتيريا. تم تجميع هذه الخلايا المناعية أيضًا بالقرب من الجيوب الأنفية حيث يتدفق السائل النخاعي ويكون نخاع العظام غنيًا.

تشير النتائج إلى أن السائل الدماغي الشوكي له وصول مباشر إلى نخاع عظام الجمجمة. علاوة على ذلك ، يمكن للخلايا المناعية الخروج من نخاع عظام الجمجمة استجابة لإشارات من السائل الدماغي النخاعي.

في معظم الأحيان ، يكون هذا المسار مفيدًا. من خلال فحص السائل الدماغي النخاعي باستمرار بحثًا عن الغزاة والاستجابة وفقًا لذلك ، يحافظ الجهاز المناعي للجمجمة على صحة دماغ الثدييات.

إذن ماذا يحدث إذا تم دفع هذا الجهاز المناعي إلى أقصى الحدود؟

يقول ناريندورف: "من المحتمل أن يكون لهذا تأثير كبير على حالات مثل الخرف ومرض الزهايمر لأن هذه الأمراض لها مكون التهابي" .

في حين أن النتائج لم تتكرر بعد بين البشر ، فمن المحتمل أن تظهر أدمغتنا نظامًا مشابهًا يتجاوز الحاجز الدموي الدماغي. باستخدام التصوير المقطعي المحوسب الدقيق ، وجد المؤلفون بالفعل قنوات صغيرة مماثلة تربط الجمجمة البشرية بسحايا الدماغ ، يبلغ قطر كل منها حوالي 1.5 ملم.

من غير الواضح ما إذا كانت خلايا الدم البيضاء والسائل النخاعي تتدفق أيضًا عبر هذه القنوات في جنسنا البشري.

تتميز جميع الحالات العصبية البشرية مثل التصلب المتعدد والوهن العضلي الشديد ومتلازمة غيلان باريه باستجابة مناعية مفرطة النشاط ، ولكن لا يزال يتم اكتشاف كيفية بدء هذه الاستجابة.

يضيف ناريندورف : "قد يكون عملنا مفيدًا أيضًا في دراسة المواقف التي تكون فيها الاستجابة المناعية ضارة ، مثل عندما تتسبب الخلايا المناعية المشتقة من نخاع عظام الجمجمة في إتلاف الدماغ والأعصاب المحيطة" .

"إن فهم ما يغذي الالتهاب العصبي هو الخطوة الأولى لتعديله بنجاح."