أعلنت مجموعة من باحثي جامعة نورث كارولينا في تشابل هيل عن تطوير نموذج لتطور الدماغ يشبه الأدمغة المصغرة. يهدف النموذج إلى تحديد الخلايا والجينات التي تؤثر في نمو دماغ الرضع وهو سمة مرتبطة بالتوحد. نشرت النتائج في مجلة Cell Stem Cell وتؤكد أن هذه الطريقة يمكن أن تقدم نظاماً موثوقاً ودقيقاً لنمذجة التطور المبكر للدماغ.
النموذج العضوي وتقنياتُه
استخدم الباحثون خلايا دم مأخوذة من أشخاص مشاركين وأعادوا برمجتها إلى خلايا جذعية ذات قدرات متعددة لتكوين نموذج عضوي يحاكي بنية الدماغ وتُسمّى هذه العضيات الدماغية.
تشير النتائج إلى أن هذا الأسلوب يمكن أن يكون نظاماً موثوقاً ودقيقاً لنمذجة التطور المبكر للدماغ وتحديد العلامات المبكرة والتغيرات الخلوية المرتبطة بالتوحد.
كما يتيح هذا النموذج للعلماء دراسة التأثيرات المحتملة للعوامل البيئية على التطور الدماغي، وهو ما يسهّل فهم الروابط البيولوجية بين التطور والتوحد.
وتُظهر التجارب الأولية أن العضيات المستمدة من المشاركين تعكس بنية ووظيفة الدماغ البشري بشكل ملائم.
دراسات IBIS وبيانات الرضع
تشير الدراسات السابقة إلى وجود ارتباط بين حجم الدماغ والتوحد من خلال تصوير الرضع ضمن شبكة IBIS.
على مدى عشرين عاماً، قادت جامعة نورث كارولينا في تشابل هيل وباحثون من جامعات أخرى دراسات دماغ الرضع المعرضين لخطر عائلي للإصابة بالتوحد.
في الدراسة الأخيرة جمع الباحثون عينات دم من ثمانية عشر فرداً ضمن IBIS ثم عزلوا خلايا الدم البيضاء وأعادوا برمجتها إلى خلايا متعددة القدرات لتوليد عضيات دماغية.
تُظهر العملية أن هذه الخلايا يمكن أن تتحول إلى أعضاء دماغية وتتيح مقارنة نماذج من أفراد مختلفين لفهم التطور المبكر للدماغ.
خلايا الدماغ المرتبطة بالنمو
وتبين أن تغيراً في نمط التعبير الجيني في خلايا الدماغ المرتبطة بنوعين رئيسيين: الخلايا السلفية العصبية وخلايا الظهارة الضفيرة المشيمية، يرتبطان ارتباطاً وثيقاً بحجم الدماغ.
الخلايا السلفية العصبية تنتج خلايا دماغية أخرى مثل العصبية، بينما تشكل الخلايا الظهارية للضفيرة المشيمية طبقة تدعم نمو الدماغ وتساعد في إصلاح الخلايا السلفية.
وتؤكد المستويات التعبيرية أن النموذج العضوي يعكس التطور الدماغي عند البشر بشكل دقيق.
ويخطط فريق ستاين لمزيد من الدراسات حول التعرض قصير وأطول الأمد للمواد البيئية مثل حمض الفالبرويك أثناء الحمل، مع مقارنة نماذج دماغية من أشخاص مصابين وغير مصابين بالتوحد لفهم الآليات التي قد تؤدي إلى التوحد.
آفاق البحث المستقبلية
توضح النتائج أن النموذج العضوي يوفر أداة قوية لفهم تغيرات الخلايا والآليات المرتبطة بالتوحد، مع تمكين تقييم تأثير العوامل البيئية على التطور الدماغي.
يواصل الباحثون العمل على دراسات حول أثر التعرض لمواد كيميائية خلال الحمل وتقييم الاختلافات بين النماذج المستمدة من أشخاص مصابين وغير مصابين بالتوحد.
ومن المتوقع أن تسهم هذه الدراسات في تحسين استراتيجيات الوقاية والوقاية المبكرة وتوجيه العلاجات المستقبلية.
