علماء يطورون نموذجا ثلاثي الأبعاد للجهاز العصبي للبشر (شاهد)

طور علماء، نموذجا ثلاثي الأبعاد، لمراحل التطور الأولى للجهاز العصبي للبشر في المختبر، وهو ما يفتح آفاقا لصنع أدوية فعالة لبعض الأمراض.

ويمثل النموذج الجديد نوعا من العضيات، وهي الأجزاء أو الأجسام الحية الموجودة في سيتوبلازم الخلية، وهو نموذج مصغر ثلاثي الأبعاد مصنوع من الأنسجة الحية، ومصمم لتقليد التعقيدات الفريدة للأعضاء البشرية.

ويمكن للنماذج أن تساعد العلماء في التنبؤ بشكل أكثر دقة، بالأدوية قيد البحث التي يمكن أن تكون ناجحة على البشر، وليس فقط في أطباق المختبر والفئران.

وقد تم تطوير العديد من العضيات في السنوات الأخيرة، بدءا من القلوب النابضة الصغيرة وحتى الخصيتين الصغيرتين.

وبالإضافة إلى ذلك، فقد تمت زراعة عضيات دماغية من قبل في المختبر، لكن العلماء الذين يقفون وراء النموذج الجديد يقولون إن هذه هي المرة الأولى التي تتم فيها محاكاة الأجزاء الثلاثة من الدماغ الجنيني والحبل الشوكي في المختبر.

اظهار أخبار متعلقة

ويأمل الفريق في أن يتم استخدام النموذج لتحسين فهم العلماء لأمراض الدماغ التي تظهر أثناء التطور المبكر. وقد تشمل هذه الحالات حجم الرأس، على سبيل المثال.

وتم إنشاء النموذج الجديد باستخدام الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات، أي الخلايا التي لديها القدرة على أن تصبح أي نوع من الخلايا في الجسم.

وفي البداية، حث العلماء الخلايا الجذعية لتشكل صفا يبلغ طوله نحو 4.39 سم وعرضه 0.018 سم. وكان هذا الهيكل يشبه، ولكنه لم يتطابق تماما، شكل وحجم الأنبوبة العصبية، والتي تكون موجودة في جنين بشري عمره 4 أسابيع.

ثم قام الفريق بعد ذلك بوضع هذا الصف من الخلايا في ما يسمى بجهاز الموائع الدقيقة الذي يحتوي على الكثير من القنوات الصغيرة. وعرّضوا الخلايا لمواد كيميائية مختلفة عبر هذه القنوات، ما دفع الخلايا إلى النمو وتشكيل بنية ثلاثية الأبعاد تشبه الجهاز العصبي المركزي المبكر.

وعلى مدار 40 يوما، نظمت الخلايا الموجودة داخل العضية نفسها هياكل تشبه المراحل المبكرة من تطور الدماغ والحبل الشوكي في الجنين البشري. وشمل ذلك تكوين الهياكل المعروفة باسم الدماغ الأمامي، والدماغ المتوسط، والدماغ المؤخر، بالإضافة إلى الحبل الشوكي.

في هذه المرحلة، كانت العضية تحاكي بشكل وثيق مدى التطور الذي يمكن رؤيته في جنين يبلغ من العمر 11 أسبوعا، وداخل الخلايا، تم تشغيل جينات تطورية محددة مرتبطة بهذه المرحلة من التطور.

ويأمل العلماء في أنه مع مزيد من التحسينات، يمكن استخدام النموذج لدراسة أمراض الدماغ البشرية المختلفة باستخدام الخلايا الجذعية التي يتم جمعها مباشرة من المرضى وخاصة الشلل.