كيف يمتلك ابتكار الخلايا الجذعية أبحاثًا متقدمة في علم الأعصاب

أحد العوامل المحورية في دراسة الدماغ البشري هو القدرة على إجراء البحوث على أنسجة المخ البشري التي تعمل بشكل فعلي. نتيجة لذلك ، يتم إجراء العديد من الدراسات العلمية على القوارض كبديل للثدييات. العيب في هذا النهج هو أن أدمغة القوارض مختلفة في التركيب والوظيفة. وفقًا لجونز هوبكنز ، من الناحية الهيكلية ، يتكون دماغ الإنسان من حوالي 30 بالمائة من الخلايا العصبية و 70 بالمائة من الخلايا الدبقية ، بينما يمتلك دماغ الفأر نسبة معاكسة [1]. اكتشف باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن التشعبات في الخلايا العصبية البشرية تحمل إشارات كهربائية بشكل مختلف عن الخلايا العصبية للقوارض [2]. البديل المبتكر هو زراعة أنسجة المخ البشري باستخدام تقنية الخلايا الجذعية.

الخلايا الجذعية هي خلايا غير متخصصة تنتج خلايا متمايزة. إنه اكتشاف حديث نسبيًا يعود تاريخه إلى الثمانينيات. تم اكتشاف الخلايا الجذعية الجنينية لأول مرة في عام 1981 من قبل السير مارتن إيفانز من جامعة كارديف بالمملكة المتحدة ، ثم في جامعة كامبريدج ، الحائز على جائزة نوبل في الطب عام 2007 [3].

في عام 1998 ، نمت الخلايا الجذعية الجنينية البشرية المعزولة في المختبر بواسطة جيمس طومسون من جامعة ويسكونسن في ماديسون وجون جيرهارت من جامعة جونز هوبكنز في بالتيمور [4].

بعد ثماني سنوات ، اكتشف شينيا ياماناكا من جامعة كيوتو في اليابان طريقة لتحويل خلايا جلد الفئران إلى خلايا جذعية متعددة القدرات باستخدام فيروس لإدخال أربعة جينات [5]. تتمتع الخلايا الجذعية متعددة القدرات بالقدرة على التطور إلى أنواع أخرى من الخلايا. فاز ياماناكا ، جنبًا إلى جنب مع جون ب.جوردون ، بجائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب لعام 2012 لاكتشافهما إمكانية إعادة برمجة الخلايا الناضجة لتصبح متعددة القدرات [6]. يُعرف هذا المفهوم بالخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات أو iPSCs.

في عام 2013 ، طور فريق بحث أوروبي من العلماء بقيادة مادلين لانكستر ويورجن نوبليش ، عضويًا دماغيًا ثلاثي الأبعاد باستخدام الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات التي "نمت إلى حوالي أربعة ملليمترات في الحجم ويمكنها البقاء على قيد الحياة لمدة تصل إلى 10 أشهر. . [7]. " كان هذا إنجازًا كبيرًا حيث تمت زراعة نماذج الخلايا العصبية السابقة في 2D.

في الآونة الأخيرة ، في أكتوبر 2018 ، قام فريق من العلماء بقيادة جامعة تافتس بتطوير نموذج ثلاثي الأبعاد لأنسجة المخ البشري الذي أظهر نشاطًا عصبيًا تلقائيًا لمدة تسعة أشهر على الأقل. تم نشر الدراسة في أكتوبر 2018 في ACS Biomaterials Science & Engineering ، وهي مجلة للجمعية الكيميائية الأمريكية [8].

من الاكتشاف الأولي للخلايا الجذعية في الفئران إلى نمو نماذج الشبكات العصبية البشرية ثلاثية الأبعاد من الخلايا الجذعية متعددة القدرات في أقل من 40 عامًا ، كانت وتيرة التقدم العلمي هائلة. قد تساعد نماذج أنسجة المخ البشري ثلاثية الأبعاد هذه في تقدم البحث في اكتشاف علاجات جديدة لمرض الزهايمر ، وباركنسون ، وهنتنغتون ، والحثل العضلي ، والصرع ، والتصلب الجانبي الضموري (المعروف أيضًا باسم ALS أو مرض Lou Gehrig) ، والعديد من أمراض واضطرابات الدماغ الأخرى. تتطور الأدوات التي يستخدمها علم الأعصاب للبحث في التطور ، وتلعب الخلايا الجذعية دورًا مهمًا في تسريع التقدم لصالح البشرية.

حقوق النشر © 2018 Cami Rosso جميع الحقوق محفوظة.

2. روسو ، كامي. "لماذا يعرض الدماغ البشري الذكاء العالي؟" علم النفس اليوم. 19 أكتوبر 2018.

3. جامعة كارديف. "السير مارتن إيفانز ، جائزة نوبل في الطب." استرجاع 23 أكتوبر 2018 من http://www.cardiff.ac.uk/about/honours-and-awards/nobel-laureates/sir-martin-evans

4. آراء القلب. "المخطط الزمني للخلايا الجذعية." 2015 أبريل - يونيو. تم الاسترجاع بتاريخ 23-10-2018 من https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4485209/#

5. سكوديلاري ، ميغان. "كيف غيرت خلايا iPS العالم." طبيعة. 15 يونيو 2016.

6. جائزة نوبل (2012-10-08). "جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب 2012 [خبر صحفى]. استرجاع 23 أكتوبر 2018 من https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2012/press-release/

7. روجان ، سوزان يونغ. "ينمو العلماء مناديل دماغية ثلاثية الأبعاد." مراجعة MIT Technology. 28 أغسطس 2013.

1. كانتلي ، ويليام إل. دو ، تشوانغ ؛ لومويو ، سيلين ؛ دي بالما ، توماس ؛ بيرينت ، إميلي. كلينكنيخت ، دومينيك ؛ هانتر ، مارتن ؛ تانغ شومر ، مين د. تيسكو ، جوزيبينا ؛ كابلان ، ديفيد ل. " نماذج شبكة عصبية بشرية وظيفية ومستدامة ثلاثية الأبعاد من الخلايا الجذعية متعددة القدرات ".ACS Biomaterials Science & Engineering ، وهي مجلة للجمعية الكيميائية الأمريكية. 1 أكتوبر 2018.