تمكن علماء كامبريدج للتو من عكس شكل من أشكال تلف الأعصاب الذي كان يُعتقد أنه دائم

استخدم باحثو كامبريدج أنسجة الدماغ والحبل الشوكي البشرية المزروعة في المختبر للكشف عن الآلية الخفية التي تمنع إصلاح الأعصاب. ومن خلال عكس هذا المكابح البيولوجية، استعادوا قدرة الألياف العصبية التالفة على إعادة النمو.

ابتكر علماء في جامعة كامبريدج دوائر مصغرة للدماغ والحبل الشوكي في المختبر تحاكي المسارات العصبية المسؤولة عن الحركة. وباستخدام هذا النموذج المتقدم، اكتشفوا أن الضرر الذي يلحق بهذه الوصلات، والذي يعتبر دائمًا لفترة طويلة، قد يكون في الواقع قابلاً للإصلاح.

مع تطور جسم الإنسان من جنين إلى جنين وفي نهاية المطاف إلى مرحلة الطفولة، تشكل الخلايا العصبية التي تسمى الخلايا العصبية شبكات تسمح للإشارات بالانتقال بين الدماغ والحبل الشوكي. جزء مهم من هذه الخلايا هو المحور العصبي، وهو ألياف عصبية طويلة تحمل المعلومات إلى الخلايا العصبية الأخرى وتساعد على تحفيز حركة العضلات.

ومع ذلك، في مرحلة ما أثناء النمو، تفقد الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي الكثير من قدرتها على نمو محاور عصبية جديدة. ونتيجة لذلك، غالبًا ما يصبح تلف الدماغ أو الحبل الشوكي دائمًا، مما يؤدي إلى إعاقات شديدة مثل الشلل أو فقدان وظيفة اليد. تمثل هذه القدرة التجددية المحدودة تحديًا كبيرًا في إصابات النخاع الشوكي المؤلمة والاضطرابات العصبية بما في ذلك مرض الخلايا العصبية الحركية والتصلب المتعدد.

بناء نظام صغير للدماغ البشري والحبل الشوكي

في عام 2021، طور الدكتور أندراس لاكاتوس وزملاؤه في جامعة كامبريدج هياكل صغيرة تشبه الدماغ تُعرف باسم العضيات باستخدام الخلايا الجذعية البشرية المشتقة من المريض. تم توجيه هذه الخلايا الجذعية، التي يمكن أن تتطور إلى العديد من أنواع الخلايا المختلفة، لتشكيل نماذج ثلاثية الأبعاد بحجم حبة البازلاء تشبه أجزاء من القشرة الدماغية البشرية.

استخدم الباحثون تلك العضيات المبكرة لتحديد التشوهات الجزيئية المرتبطة بأمراض الخلايا العصبية الحركية واستكشاف الاستراتيجيات المحتملة للوقاية منها.

الآن، في دراسة نشرت في تقارير الخلية، قام الفريق بتوسيع هذا العمل من خلال إنشاء نسخة مصغرة من الدماغ البشري والحبل الشوكي المترابطين.

نظرًا لأن الدماغ والحبل الشوكي عبارة عن هياكل منفصلة متصلة بواسطة محاور عصبية في الجسم، فقد قام الباحثون بتنمية عضويات الدماغ والحبل الشوكي بشكل مستقل. ثم لاحظوا أن الألياف العصبية تمتد من أنسجة المخ عبر فجوة وتتصل بأنسجة الحبل الشوكي. وكانت الدائرة العصبية الناتجة فعالة بما يكفي لتحفيز الانقباضات في مجموعات صغيرة من الخلايا العضلية.

عندما تفقد الخلايا العصبية البشرية قدرتها على إعادة النمو

حافظ الفريق على هذه الأجهزة العصبية المصغرة في المختبر لأكثر من عام. وكشفت تجاربهم أن الخلايا العصبية احتفظت بالقدرة على إعادة نمو المحاور التالفة حتى اليوم 150 تقريبًا من التطور، وهو ما يتوافق مع المرحلة المتوسطة من الحمل. وبعد تلك النقطة، انخفضت القدرة على التجدد بشكل كبير.

قال جورج جيبونز من قسم علوم الأعصاب السريرية في جامعة كامبريدج، المؤلف الأول للدراسة: “الخلايا العصبية المأخوذة من عضويات أقل نضجًا أعادت نمو ألياف طويلة بعد الإصابة، لكن تلك الموجودة في عضويات أكثر نضجًا أظهرت انخفاضًا حادًا في قدرتها على إعادة النمو. وبعبارة أخرى، يتم بناء ضعف التجدد في الخلايا العصبية البشرية أثناء نضوجها في الجهاز العصبي المركزي”.

ولفهم سبب حدوث ذلك، قام الباحثون بتحليل النشاط الجيني في الخلايا العصبية التي تشكل اتصالات بين الدماغ والحبل الشوكي. لقد حددوا شبكة من الجينات التي تعمل كمفتاح بيولوجي، مما يحد تدريجيًا من نمو المحاور العصبية مع نضوج الخلايا العصبية وإنشاء اتصالات (مشابك عصبية).

ومن اللافت للنظر أنه عندما قام العلماء بمنع المنظمين الرئيسيين داخل شبكة الجينات هذه، استعادت الخلايا العصبية قدرتها على نمو المحاور العصبية.

المخدرات الموجودة تعزز تجديد الأعصاب

ثم قام الباحثون بالبحث في قاعدة بيانات للمركبات الدوائية عن مواد قادرة على التأثير على هذه الشبكة الجينية التي تم تحديدها حديثًا.

وكان أحد المرشحين الواعدين هو اللينيسترينول، وهو دواء هرموني تمت الموافقة عليه بالفعل لعلاج بعض اضطرابات الدورة الشهرية واستخدامه كوسيلة لمنع الحمل.

عندما قام الفريق بتطبيق اللينيسترينول على الخلايا العصبية التالفة، زاد نمو المحاور العصبية بشكل ملحوظ.

على الرغم من أنه من المعروف أيضًا أن الأنسجة الندبية والالتهابات تتداخل مع إصلاح الأعصاب بعد الإصابة، إلا أن الباحثين يؤكدون أن فهم الحواجز الخاصة بالخلايا العصبية له نفس القدر من الأهمية. وتشير الأدلة السابقة إلى أن الخلايا العصبية الأصغر سنا يمكنها في كثير من الأحيان تمديد المحاور العصبية حتى من خلال البيئات المعادية التي توجد عادة في مواقع الإصابة.

قال كبير الباحثين الدكتور أندراس لاكاتوس، الذي قاد المشروع في قسم علوم الأعصاب السريرية: “عندما يتضرر الدماغ والحبل الشوكي، نادرًا ما تنمو الألياف العصبية التي تحمل إشارات الحركة من الدماغ إلى الحبل الشوكي مرة أخرى. ولهذا السبب عادة ما يكون الشلل دائمًا. لكننا لم نعرف بالضبط متى تصبح قدرة المحاور على التجدد محدودة. يوفر نموذجنا مؤشرًا جيدًا على أن هذه الكتلة تحدث أثناء النمو، ولا يزال من الممكن عكسها بعد هذه النقطة.

“قد لا يكون اللينيسترينول في حد ذاته هو الحل لإصلاح الحبل الشوكي، لكنه يوضح لنا أنه من حيث المبدأ، يجب أن يكون من الممكن استهداف الخلايا العصبية البشرية بشكل مباشر وتجديد محاورها. وعلى الرغم من أننا ما زلنا بحاجة إلى إظهار أن هذه الاستراتيجية ستساعد أيضًا في إعادة إنشاء الاتصالات المناسبة بين خلايا الدماغ والحبل الشوكي، فإن هذا يمنحنا الأمل في أننا قد نكون قادرين في يوم من الأيام على علاج الحالات التي كان يعتقد سابقًا أنها غير قابلة للعلاج”.

تساعد الكائنات العضوية البشرية على سد فجوة بحثية حرجة

أصبحت العضيات، والتي تسمى غالبًا “الأعضاء الصغيرة”، أدوات ذات قيمة متزايدة لدراسة علم الأحياء البشري والأمراض.

في حين أن النماذج الحيوانية مثل الفئران والجرذان تظل مهمة للبحث، فإن الاختلافات بين أجهزتها العصبية وتلك الموجودة لدى البشر يمكن أن تحد من مدى ترجمة النتائج للمرضى. تقدم العضويات البشرية تمثيلاً أقرب للبيولوجيا البشرية، مما يساعد العلماء على التحقيق في الأمراض والعلاجات بطرق يصعب تحقيقها من خلال الدراسات على الحيوانات وحدها.

وأضاف الدكتور لاكاتوس: “معظم ما نعرفه عن تجديد الأعصاب يأتي من القوارض، التي تتصرف خلاياها العصبية بشكل مختلف عن الخلايا العصبية البشرية. وتساعد نماذجنا العضوية المتطورة في سد الفجوة المعرفية من النماذج الحيوانية إلى ما نراه في المرضى. كما أنها مساهمة مهمة في الجهود المبذولة للحد من استخدام الحيوانات في البحوث.”

يستخدم الباحثون في جامعة كامبريدج بالفعل الأعضاء العضوية لمجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك إصلاح الكبد التالف، ودراسة مرض كرون لدى الأطفال، والتحقق من المراحل المبكرة من الحمل.

المرجع: “نموذج متصل بشريحة عضوية قشرية نخاعية بشرية يُعلم استراتيجيات التعزيز لإعادة نمو محور عصبي بعد الإصابة” بقلم جورج إم. جيبونز، تانيا فوشسبيرجر، ماي عبد الجواد، ستيفانو إل. جياندومينيكو، كورنيليا سزيبني، فيسيلينا بتروفا، ليا إم دي فينجر، دانييل إن. أولشفيسكي، جيريمي شابروس، ليلى موريسان، راشيل سي. فيورد، محمد آصف، جيمس دبليو فوسيت، سوزانا بي. ميراو، أولي بولسن، مادلين أ. لانكستر وأندراس لاكاتوس، 26 مايو 2026، تقارير الخلية.
دوى: 10.1016/j.celrep.2026.117399

تم تمويل الدراسة من قبل مجلس البحوث الطبية للبحوث والابتكار في المملكة المتحدة وأبحاث العمود الفقري.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.