مدل سه بعدی تکامل و اختلالات مغز انسان
✅ تکامل مغز فرآیندی پیچیده است. در اواسط تا اواخر بارداری نورون های جنین از ساختارهای عمیق مغزی مهاجرت کرده و خود را به سمت ساختارهای بافتی سازمان‌دهی می کنند که این بافت بعداً به غشای مغزی تمایز می‌یابد. تصور می‌شود اشتباهات در این مرحله از تکامل مغز، منشأ اختلالات تکاملی مغز مانند اتیسم، اسکیزوفرنی و … است. یکی از اختلالات مرتبط با اتیسم، سندرم تیموتی (Timothy syndrome) نام دارد. این سندرم ناشی از جهش بر روی ژن CACNA1C است که کانال کلسیمی CaV1.2 را کد می کند. این کانال ها مسئول ورود یون های کلسیم به داخل سلول است. جهش باعث باز ماندن این کانال ها و ورود بیش‌ازحد یون های کلسیم به داخل سلول می شود. یون های کلسیم در عملکردهای مختلفی در طی تکامل مغز مثل ارتباطات بین سلولی و مهاجرت آن ها مشارکت دارند.
برای مطالعه تکامل مغز پیش از تولد و چگونگی تأثیر جهش‌های ژنتیکی‌ای که باعث اختلال در عملکرد کانال های کلسیمی می‌شوند، گروهی از دانشگاه استنفورد مدل مینیاتوری مغز را با هدایت سلول‌های بنیادی انسانی ساخته‌اند. این سلول‌ها در یک ظرف به نورون‌ها تبدیل و فرم سه‌بعدی نواحی مغزی را به خود می‌گیرند. این گروه تحقیقاتی کشت سلول سه‌بعدی را به مرور وادار کردند تا ویژگی های دو ناحیه خاص از مغز قدامی را در هنگام تکامل اولیه به دست آورد. دو نوع از نواحی مغزی (پشتی و عقبی) هنگامی که در کنار هم قرار گرفتند با یکدیگر ادغام شدند. هدف، شبیه‌سازی مرحله‌ای از تکامل است که نورون‌ها شروع به مهاجرت از نواحی عمیق مغز قدامی به سمت غشای مغزی می کنند. این مدل مینیاتوری بلوغ قسمت قدامی مغز را با ساختن جریان‌های نورونی همچون GABAergic و glutamatergic تقلید کرد. GABAergic ها باعث تعدیل فعالیت عصبی درحالی‌که glutamatergic ها باعث تحریک فعالیت نورونی می شوند.
محققان، نواحی مغزی مشتق شده از سلول‌های پوست بیماران مبتلابه سندرم تیموتی را مورد مطالعه قرار داده و نقایصی را در مهاجرت نورون های GABAergic مشاهده کردند. این نورون ها حرکت مکرر با اثر کمتر دارند. آن ها توانستند به‌طور آزمایشی، با استفاده از داروهای کاهنده فعالیت CaV1.2 این مشکل را حل کنند. پژوهشگران اذعان دارند: طی کردن دوباره مراحل تکامل مغز با استفاده از سلول‌های خود بیمار می‌تواند کمک‌کننده باشد. این عمل باعث درک وجه تمایز بین اختلالات مختلف در سطح سلولی و مولکولی می شود. روش تکرار مراحل حساس تکامل مغز می‌تواند آزمایش مؤثری برای اکتشافات آینده و همچنین درک اهمیت درمان فرد محور برای اختلالات مغزی باشد. بخشی از این مطالعات توسط NIMH حمایت مالی می شود و نتایج این تحقیقات به‌تازگی در مجله nature به چاپ رسیده است.
ترجمه: الهه شانقی
☑️ لینک خبر
☑️ لینک مقاله
☑️ عضویت در زیست فن پزشکی مولکولی
☑️عضویت در کانال زیست فن
