بمقياس خلية واحدة قد تغير مستقبل علاج باركنسون

طور باحثون من كلية ديوك-نوس للطب في سنغافورة خريطة غير مسبوقة لتطور الدماغ البشري على مستوى الخلية الواحدة، تعرف باسم BrainSTEM، تضم أكثر من 680 ألف خلية؛ تمثل هذه الخريطة إنجازا علميا ثوريا يمكن أن يحدث تحولا في علاج مرض باركنسون عبر تحسين فهمنا الدقيق لكيفية نشوء الخلايا العصبية المنتجة للدوبامين ووظائفها.

يهدف مشروع BrainSTEM (Brain Single-cell Two tiEr Mapping) إلى رسم مشهد شامل لجميع أنواع خلايا الدماغ في مراحله الجنينية المبكرة، بما في ذلك الجينات التي تفعل في كل خلية والعلاقات التي تربطها ببعضها البعض.

تعاونت في المشروع مؤسسات من أستراليا والمملكة المتحدة، وأتاح هذا الجهد للعلماء إنشاء مرجع عالمي مفتوح المصدر يستخدم لمقارنة دقة النماذج المعملية للدماغ مع نظيرها البشري الحقيقي.

يعد مرض باركنسون ثاني أكثر الاضطرابات العصبية شيوعا في سنغافورة، إذ يصيب نحو 3 من كل 1000 شخص فوق سن الخمسين؛ وهو ناجم عن تدهور الخلايا العصبية المنتجة للدوبامين في الدماغ الأوسط، المسؤولة عن تنظيم الحركة والتعلم.

ولفهم كيفية تكوين هذه الخلايا في المختبر، استخدم العلماء تقنية BrainSTEM لرسم خريطة تفصيلية تظهر مراحل تطورها وبنيتها الدقيقة؛ توضح الدكتورة هيلاري توه، الباحثة المشاركة في الدراسة: "من خلال هذه الخريطة، أصبح بإمكاننا إنتاج خلايا دوبامينية عالية الجودة تعكس بدقة بيولوجيا الإنسان، مما يرفع فاعلية زراعة الخلايا في علاج باركنسون ويقلل الآثار الجانبية المحتملة".

أظهرت الدراسة، المنشورة في مجلة Science Advances، أن بعض الطرق المعملية المستخدمة لإنتاج خلايا الدماغ الأوسط تنتج أيضا خلايا غير مرغوبة من مناطق دماغية أخرى؛ وبفضل دقة BrainSTEM، تمكن الباحثون من تمييز هذه الخلايا الشاذة وإعادة ضبط البروتوكولات التجريبية للكشف عنها وإزالتها.

يقول الدكتور جون أويانج، الباحث الرئيسي في مركز البيولوجيا الحاسوبية: "من خلال رسم الدماغ على مستوى الخلية الواحدة، نستطيع الآن اكتشاف أدق الفروق بين أنواع الخلايا؛ هذه البيانات تشكل قاعدة أساسية لتطوير نماذج ذكاء اصطناعي أكثر دقة في تصنيف المرضى وتصميم العلاجات الموجهة لأمراض التنكس العصبي".

يرى الباحث ألفريد سون أن BrainSTEM تمثل قفزة نوعية في نمذجة الدماغ، إذ توفر منهجا صارما يعتمد على البيانات لتسريع تطوير العلاجات الخلوية الموثوقة لمرض باركنسون وغيره من اضطرابات الدماغ.