اكتشافات جديدة بخصوص إصابات الحبل الشوكي

فقط جزء صغير جدا من الأشخاص الذين تعرضوا لإصابة في النخاع الشوكي يمكن أن يستعيدوا وظائفهم الحركية بشكل كامل.

في حين أن إعادة التأهيل يمكن أن تساعد، فقد بحث العلماء منذ فترة طويلة عن طرق لتجديد الألياف العصبية المصابة - بما في ذلك، في مستشفى بوسطن للأطفال، Zhigang He، Ph.D.، BM، وفقا لما نشره موقع ميديكال إكسبريس.

كجزء من جهد تعاوني من قبل شبكة تعداد الخلايا لمبادرة BRAIN، والتي نشرت «أطلسا» لدماغ الفأر خلية تلو الأخرى، تولى مختبر هي المهمة الطموحة المتمثلة في تحديد سمات تلك الخلايا العصبية في الدماغ التي ترسل إسقاطات إلى الحبل الشوكي.

تتحكم هذه الخلايا العصبية، ذات الأنواع المتعددة، في مجموعة متنوعة من وظائف الجسم، بما في ذلك الحركة. ونشرت النتائج التفصيلية في مجلة الطبيعة.

يقول الباحثون: «الآن، يمكننا أن ننظر إلى هذه الخلايا العصبية من حيث شكلها الجزيئي والحصول على مزيد من المعرفة حول الإستراتيجية التي يجب استخدامها لتعزيز عملية التجدد، كان هذا أحد الدوافع الرئيسية لنا لدراسة هذا الأمر».

نظام ثلاثي المحاور

الباحثون بقيادة كارلا وينتر، مرشح في مختبر هي، قام بتمييز حوالي 65000 خلية عصبية فردية بارزة في العمود الفقري، واستخدموا أدوات تشمل تصوير الدماغ بالكامل، وتقنيات وضع العلامات على الخلايا، وتسلسل الحمض النووي الريبي (RNA) أحادي النواة لمعرفة الجينات التي تستخدمها الخلايا والبروتينات التي تصنعها (النسخة النصية)، ثم قاموا برسم خريطة لأنواع الخلايا المحددة على أطلس الدماغ التشريحي والنسخي الذي أنشأه معهد ألين لعلوم الدماغ.

إجمالًا، حدد الفريق 76 نوعًا من الخلايا العصبية البارزة في العمود الفقري عبر الدماغ.

تتراوح وظائفها من التحكم في الحركة الطوعية وغير الطوعية إلى معالجة المدخلات الحسية إلى التحكم في الوظائف اللاإرادية مثل ضغط الدم ومعدل ضربات القلب واستجابات الخوف.

تقول وينتر: «من الناحية الجزيئية، نرى 3 أقسام من الخلايا العصبية البارزة في العمود الفقري، وهي 3 أنظمة للتحكم في أنواع مختلفة من الحركات والوظائف».

القسم الأول من الخلايا العصبية، مع 7 أنواع فقط من الخلايا تنشأ من 3 مناطق في الدماغ (القشرة، النواة الحمراء، والمخيخ)، جميعها مثيرة، وتنتقل من موقع محدد في الدماغ إلى موقع محدد في الحبل الشوكي، مما يمنح هذه الخلايا العصبية نطاقًا واسعًا من الوظائف.

تقول وينتر: «على الرغم من أن الخلايا العصبية تبدو متشابهة مع بعضها البعض على المستوى الجزيئي، إلا أننا نعتقد أن وظائفها تختلف بناءً على أسلاكها».

الخلايا العصبية من القسم 2، التي تحتوي على ما يقرب من 50 نوعًا مختلفًا من الخلايا، هي مزيج من الخلايا المثيرة والمثبطة.

تنتشر هذه الخلايا العصبية في جميع أنحاء الدماغ، لذا لا تأتي نتوءاتها في حزم أو مساحات منفصلة، ​​بل تتجه إلى مواقع متعددة في الحبل الشوكي.

يعتقد الباحثون أنهم قد يشاركون في دمج وتنسيق الحركات.

الخلايا العصبية من القسم 3، وهي مجموعة غير معروفة من الخلايا العصبية ذات وظيفة تعديلية، حيث تعمل على تضخيم أو تهدئة دوائر الدماغ والعمود الفقري بأكملها.

قام الباحثون بتوثيق 20 نوعًا مختلفًا من الخلايا العصبية في منطقة ما تحت المهاد والدماغ المتوسط ​​وجذع الدماغ.

تقول وينتر: «تختلف هذه عن الخلايا العصبية النموذجية، وتعمل من خلال النقل العصبي البطيء أو الببتيدات العصبية».

أدلة على تجديد الحبل الشوكي؟

كان على الفريق التغلب على عدد من التحديات التقنية، بما في ذلك عزل الخلايا العصبية التي يمكن أن يصل طول نتوءاتها، المعروفة باسم المحاور، إلى عدة أقدام عند البشر.

توفر الملامح الجزيئية التفصيلية العديد من الفرص لاستكشاف إمكانيات علاجية جديدة للحالات الحركية العصبية، بما في ذلك إصابة النخاع الشوكي.

يقول هي: «عادة ما نأخذ في الاعتبار عوامل النمو لتعزيز تجديد المحاور العصبية، ولكن في الماضي لم نكن نعرف ما هي مستقبلات عامل النمو التي تعبر عنها مجموعات معينة من الخلايا العصبية.. الآن، أصبح هذا واضحا جدا».

تضيف الدراسة أيضًا معلومات قيمة إلى Allen Brain Atlas، حيث تملأ بعض أنواع الخلايا العصبية التي لم يتم التعرف عليها مسبقًا وأين تذهب محاورها العصبية.

ويأمل الباحثون في المستقبل أن يدرسوا الخلايا العصبية البارزة في العمود الفقري في أدمغة الرئيسيات غير البشرية والبشر، ويعتقدون أن هذه الخلايا العصبية لديها بعض الميزات المشتركة مع دماغ الفأر، ولكنها أيضًا أكثر تعقيدًا تنظيميًا.