خلايا عصبية بشرية في أدمغة الفئران في أول دماغ هجين بين الإنسان والفئران
في تطور جديد قام العلماء في جامعة ستانفورد بزرع خلايا دماغية بشرية في الفئران. يمكن استخدام هذه الهجينة في الدماغ بين الإنسان والفئران لدراسة أمراض مثل التوحد والفصام، مما قد يمثل نقطة تحول رئيسية في قدرة العلماء على تطوير علاجات فعالة.
قال البروفيسور سيرجيو باسكا، المؤلف المشارك ومدير Stanford Brain Organogenesis: «من المؤكد أن الدماغ البشري لم يكن متاحًا للغاية، مما حال دون التقدم الذي أحرزناه في فهم بيولوجيا هذه الحالات».. «لهذا السبب يعد بناء نماذج بشرية غير جراحية للدماغ البشري أحد أكثر الطرق الواعدة في محاولة معالجة هذه الحالات».
في دراسة نُشرت في 12 سبتمبر في مجلة Nature، وصف العلماء كيف قاموا بتنمية الخلايا الجذعية إلى هياكل ثلاثية الأبعاد صغيرة تسمى العضيات، والتي زرعوها في الفئران حديثة الولادة “القشرة الحسية الجسدية – الجزء من الدماغ الذي يتلقى إشارات من أعضائهم الحسية، بما في ذلك شعيراتهم، قبل إرسالها إلى مكان آخر في الدماغ للتفسير. هناك، امتزجت الهياكل مع أدمغة الفئران المتنامية، مما أدى إلى ظهور خلايا عصبية جديدة. تم دمجها بالكامل بعد أكثر من ستة أشهر بقليل، كاملة مع الأوعية الدموية والاتصالات قصيرة وطويلة المدى مع الخلايا الأخرى.
مع توصيل الخلايا بأدمغة الفئران، يمكن للعلماء دراستها باستخدام الأدوات القياسية لعلم الأعصاب مثل الأقطاب الكهربائية وتصوير الكالسيوم.
أولاً، لمعرفة ما إذا كانت الأجزاء «البشرية» من الدماغ ستستجيب للمحفزات الخارجية، قام العلماء بإثارة شعيرات الفئران على الجانب الآخر من مكان زرع الخلايا. تسبب التحفيز في إطلاق اشارة في الخلايا، مما يشير إلى أنها تعمل.
بعد ذلك، سعى العلماء لمعرفة ما إذا كانت الخلايا يمكن أن تؤثر على سلوك الفئران. قبل الدراسة، قاموا بتغيير مجموعة من العضيات وراثيًا لتحفيزها عندما تم ضربها بالضوء الأزرق من كابل الألياف الضوئية، والذي تم زرعه لاحقًا في أدمغة الفئران. ثم قاموا بتغيير لون الضوء بالتناوب من الأزرق أو الأحمر. إذا لعقت الفئران صنبورًا عندما كان الضوء أزرق، فقد تلقوا الماء. بحلول نهاية فترة الدراسة التي استمرت أسبوعين، لعقت الفئران الصنبور بشكل متكرر عندما كان الضوء أزرق، مما يشير إلى أن الخلايا البشرية كانت تنشط الخلايا العصبية للفئران لدفع سلوك البحث عن المكافأة.
في حين أن النتائج مثيرة للاهتمام، إلا أن هناك بعض القيود. على سبيل المثال، لاحظ العلماء أن الاختلافات بين القوارض والبشر ستجعل من الصعب تكرار دوائر الدماغ البشرية في أدمغة الفئران. علاوة على ذلك، فإن الخلايا المزروعة لا «تصفح» أو تكدس، كما تفعل الخلايا المزروعة عضويًا. يمكن أن يغير ذلك قدرتهم على الاتصال ببعضهم البعض.
