تويت
إستخدام المزيج الصحيح من المواد المغذيّة و قليلا من التحفيز يمكنه تحويل الخلايا الجذعية البشرية المستمدة من الجلد إلى قطع من أنسجة الدماغ. نشر الباحثون أول وصف و تطبيق لهذه “العقول الصغيرة” في دورية Nature.
إنتاج دماغ اصطناعي كامل قد لا يزال بعيد المنال، و لكن هذه الكتل العصبيّة المشابهة في حجمها لحبة البازلاء يمكنها أن تكون مفيدة لبحوث الأمراض العصبية البشرية. تمكّن الباحثون في وقت سابق من استخدام الخلايا الجذعية البشرية لإنتاج هياكل تشبه العين و حتى طبقات أنسجة مماثلة لقشرة الدماغ. لكن حديثًا، طوّر العلماء كتل أنسجة عصبية أكبر وأكثر تعقيدًا من خلال زراعة الخلايا الجذعية لأول مرة على هلام اصطناعي يُشبه ذلك الموجود في الأنسجة الضّامة الطبيعية في المخ و أماكن أخرى من الجسم. ثم تنقل الكتل لإناء إستزراع مغزليّ ليمد الأنسجة بالمواد المغذيّة والأكسجين.
تنمو الكتل حتى تشبه أدمغة الأجنة في الأسبوع التاسع من الحمل. تحت المجهر، رأى الباحثون أن مناطق الدماغ المنفصلة يبدو أنها تتفاعل مع بعضها البعض. لكن الترتيب العام لمناطق هذا “الدماغ الأولي” المختلفة تتفاوت بشكل عشوائي عبر عينات الأنسجة – مما يؤكد غياب هيكل فسيولوجي واضح. تفتقر كرات الأنسجة للأوعية الدموية، والذي يمكن أن يكون أحد أسباب صغر حجمها البالغ قطره 3-4 ملليمترات، حتى بعد مرور 10 أشهر أو أكثر.
بالرغم من هذه القيود، استخدم الباحثون هذه الطريقة لدراسة الجوانب الرئيسية للصعل – صغر الرأس، و هو مرض يسبب توقف حاد في نمو الدماغ و ضعف في الادراك. صغر الرأس والاضطرابات العصبية النمائية الأخرى يمكن أن يكون من الصعب تكرارها في القوارض بسبب الإختلاف البيّن في طريقة نمو الدماغ.
وجد الباحثون أن قطع الأنسجة الناتجة من الخلايا الجذعية المستمدة من جلد الإنسان المصاب بالصعل (صِغر الرأس) لا تنمو إلى حجم الكتل المستمدة من شخص سليم. هذا التأثير يأتي نتيجة للتمايز المبكر للخلايا الجذعية العصبية داخل قطع أنسجة مريض الصعل، مما يؤدي إلى استنزاف الخلايا الجذعية التي تغذّي نمو الدماغ العادي. و تبيّن الدراسة أيضا، إمكانية استخدام الأنسجة البشرية المشتقة من الخلايا الجذعية كنموذج لإضطرابات أخرى، إذا كان من الممكن التحكم في نمو الخليّة بشكل أفضل.
إنتاج دماغ اصطناعي كامل قد لا يزال بعيد المنال، و لكن هذه الكتل العصبيّة المشابهة في حجمها لحبة البازلاء يمكنها أن تكون مفيدة لبحوث الأمراض العصبية البشرية. تمكّن الباحثون في وقت سابق من استخدام الخلايا الجذعية البشرية لإنتاج هياكل تشبه العين و حتى طبقات أنسجة مماثلة لقشرة الدماغ. لكن حديثًا، طوّر العلماء كتل أنسجة عصبية أكبر وأكثر تعقيدًا من خلال زراعة الخلايا الجذعية لأول مرة على هلام اصطناعي يُشبه ذلك الموجود في الأنسجة الضّامة الطبيعية في المخ و أماكن أخرى من الجسم. ثم تنقل الكتل لإناء إستزراع مغزليّ ليمد الأنسجة بالمواد المغذيّة والأكسجين.
تنمو الكتل حتى تشبه أدمغة الأجنة في الأسبوع التاسع من الحمل. تحت المجهر، رأى الباحثون أن مناطق الدماغ المنفصلة يبدو أنها تتفاعل مع بعضها البعض. لكن الترتيب العام لمناطق هذا “الدماغ الأولي” المختلفة تتفاوت بشكل عشوائي عبر عينات الأنسجة – مما يؤكد غياب هيكل فسيولوجي واضح. تفتقر كرات الأنسجة للأوعية الدموية، والذي يمكن أن يكون أحد أسباب صغر حجمها البالغ قطره 3-4 ملليمترات، حتى بعد مرور 10 أشهر أو أكثر.
بالرغم من هذه القيود، استخدم الباحثون هذه الطريقة لدراسة الجوانب الرئيسية للصعل – صغر الرأس، و هو مرض يسبب توقف حاد في نمو الدماغ و ضعف في الادراك. صغر الرأس والاضطرابات العصبية النمائية الأخرى يمكن أن يكون من الصعب تكرارها في القوارض بسبب الإختلاف البيّن في طريقة نمو الدماغ.
وجد الباحثون أن قطع الأنسجة الناتجة من الخلايا الجذعية المستمدة من جلد الإنسان المصاب بالصعل (صِغر الرأس) لا تنمو إلى حجم الكتل المستمدة من شخص سليم. هذا التأثير يأتي نتيجة للتمايز المبكر للخلايا الجذعية العصبية داخل قطع أنسجة مريض الصعل، مما يؤدي إلى استنزاف الخلايا الجذعية التي تغذّي نمو الدماغ العادي. و تبيّن الدراسة أيضا، إمكانية استخدام الأنسجة البشرية المشتقة من الخلايا الجذعية كنموذج لإضطرابات أخرى، إذا كان من الممكن التحكم في نمو الخليّة بشكل أفضل.