عضويات الدماغ الصغيرة تكشف الاختلافات البيولوجية المخفية في مرض الزهايمر

نماذج الدماغ الصغيرة المزروعة في المختبر والجسيمات التي تطلقها قد تكشف عن اختلافات خفية بينها مرض الزهايمر مرضى.

يظل العلاج الشخصي أحد أكبر التحديات في مرض الزهايمر. من الممكن أن يتلقى مريضان نفس الدواء لعلاج أعراض مثل الاكتئاب، أو القلق، أو الانفعالات، ويختبران نتائج مختلفة تمامًا، مما لا يترك للأطباء سوى طرق قليلة للتنبؤ بمن سيستفيد.

الآن، الباحثون في طب جونز هوبكنز لقد طوروا نماذج دماغية مصغرة نمت من خلايا المرضى الخاصة والتي قد تساعد في تفسير هذه الاختلافات. وتشير الدراسة إلى أن هذه الأنسجة المزروعة في المختبر يمكنها التقاط السمات البيولوجية الرئيسية لمرض الزهايمر وتكشف عن كيفية استجابة المرضى الفرديين للأدوية الموصوفة بشكل شائع.

كما حدد الباحثون أدلة واعدة داخل الجزيئات الصغيرة التي تطلقها العضيات. تحمل هذه الجسيمات، المعروفة باسم الحويصلات خارج الخلية، معلومات جزيئية يمكن أن تساعد العلماء في النهاية على تشخيص مرض الزهايمر، وتتبع تقدمه، والتمييز بين الأشكال المختلفة للاضطراب.

ونشرت النتائج في مرض الزهايمر والخرف: مجلة جمعية الزهايمر.

نماذج الدماغ المصغرة تكشف الاختلافات الخفية

يؤثر مرض الزهايمر على أكثر من 7 ملايين أمريكي ويظل السبب الأكثر شيوعًا للخرف. على الرغم من أن التطورات الحديثة أنتجت علاجات تستهدف البروتينات المرتبطة بالمرض في الدماغ، إلا أن العديد من المرضى لا يزالون يعتمدون على الأدوية المصممة لإدارة الأعراض السلوكية والنفسية التي غالبًا ما تصاحب الحالة.

هذه العلاجات لا تعمل بشكل جيد على قدم المساواة للجميع.

“تشير دراستنا إلى أن العضيات الدماغية واسعة النطاق المشتقة من المريض والحويصلات التي تفرزها يمكن أن تساعدنا في تحديد مرحلة مرض الزهايمر، والتحقيق في الآليات التي تحركه وتقييم كيفية استجابة مجموعات فرعية من المرضى للعلاجات المختلفة،” يقول رئيس الدراسة فاسيليكي ماشيراكي، دكتوراه، أستاذ مشارك في الطب الوراثي في ​​كلية الطب بجامعة جونز هوبكنز.

وللتحقق من سبب استجابة المرضى بشكل مختلف، لجأ الفريق إلى عضويات الدماغ، وهي مجموعات صغيرة من أنسجة المخ الحية المزروعة في المختبر. على عكس مزارع الخلايا التقليدية، يمكن للعضيات أن تحاكي بعض التنظيم والتفاعلات الخلوية الموجودة في الدماغ البشري، مما يوفر للباحثين نموذجًا أكثر واقعية لدراسة المرض.

بدأ العلماء بعينات الدم التي تم جمعها من المرضى المسجلين في مركز أبحاث مرض الزهايمر بجامعة جونز هوبكنز الممول من المعاهد الوطنية للصحة. تمت إعادة برمجة هذه الخلايا إلى خلايا جذعية مستحثة متعددة القدرات، والتي يمكن أن تتطور إلى أي نوع من الخلايا تقريبًا في الجسم.

باستخدام الخلايا الجذعية من مرضى الزهايمر والمتطوعين الأصحاء، أنتج الباحثون عضويات الدماغ الخلفي التي تحتوي على خلايا عصبية منتجة للسيروتونين. يلعب الدماغ المؤخر دورًا مهمًا في تنظيم وظائف مثل النوم والتنفس ومعدل ضربات القلب السيروتونين لقد ارتبطت الإشارات منذ فترة طويلة بالمزاج والسلوك.

نظمت الخلايا نفسها في هياكل بحجم حبة البازلاء تشبه جوانب الدماغ المؤخر البشري. وفقًا لماشيراكي، قد تكون هذه الدراسة من بين أكبر الأبحاث المتعلقة بمرض الزهايمر لاستخدام العضيات الدماغية المشتقة من المريض، والتي تتضمن مئات من العضيات من كل من المرضى والأفراد الأصحاء.

اختبار علاج أعراض الزهايمر الشائعة

وعندما قارن الباحثون العضيات المأخوذة من مرضى الزهايمر مع تلك المأخوذة من أفراد أصحاء، وجدوا اختلافات جزيئية واضحة. تم تغيير البروتينات المشاركة في التواصل الخلوي والالتهابات والعمليات الأخرى المرتبطة بالأمراض في الأنسجة المشتقة من مرض الزهايمر.

بعد ذلك، قام الفريق بتعريض العضيات إلى أكسالات إسيتالوبرام، وهو مضاد للاكتئاب يوصف عادة في فئة مثبطات امتصاص السيروتونين الانتقائية (SSRI).

استجابت بعض العضويات بقوة، وأظهرت زيادات في البروتينات المرتبطة بإشارات السيروتونين والتواصل بين الخلايا العصبية. وأظهر آخرون تغييرا ضئيلا أو معدوما للقياس.

ويعكس هذا الاختلاف بشكل وثيق ما يلاحظه الأطباء في المرضى الحقيقيين، حيث يمكن أن تختلف الاستجابات لنفس الدواء بشكل كبير على الرغم من تشابه التشخيص.

يقول ماشيراكي: “لقد استخدمنا هذه العضيات لوضع نموذج لكيفية استجابة أنسجة بعض المرضى لمثبطات استرداد السيروتونين الانتقائية الموصوفة بشكل شائع”. “على مستوى واسع، يمكن استخدام نموذجنا في النهاية لتحديد مجموعات فرعية من المرضى، بناءً على الآليات الجزيئية الأساسية، الذين من المرجح أن يستجيبوا لأدوية معينة، وبالتالي يساعدوننا في إنشاء علاجات دقيقة ومستهدفة على المدى الطويل.”

قد تقدم الرسل البيولوجية الصغيرة أدلة جديدة

وقام الباحثون أيضًا بفحص الحويصلات خارج الخلية، وهي جزيئات مجهرية تطلقها الخلايا التي تنقل البروتينات والمواد البيولوجية الأخرى في جميع أنحاء الجسم.

ولأن هذه الجسيمات يمكن اكتشافها في سوائل الجسم مثل الدم، فإن العلماء يدرسونها بشكل متزايد كمصادر محتملة للمؤشرات الحيوية للمرض التي يمكن قياسها دون إجراءات جراحية.

قبل وبعد العلاج بالإسيتالوبرام، قام الفريق بتحليل الحويصلات خارج الخلية الصادرة عن كل من العضيات المشتقة من مرض الزهايمر والضوابط الصحية.

تحتوي الحويصلات على بروتينات تشارك في الذاكرة، الناقل العصبي الافراج والتواصل بين الخلايا العصبية. ظهرت العديد من البروتينات المرتبطة بمرض الزهايمر، بما في ذلك RAB3A وNSF وATCAY، بمستويات أقل في العضيات المستمدة من المرضى المصابين بالمرض.

وبعد العلاج، زادت بعض هذه البروتينات في عينات معينة، وخاصة البروتينات المرتبطة بإشارات السيروتونين والنشاط التشابكي.

كما هو الحال مع الكائنات العضوية نفسها، تباينت الاستجابات بشكل كبير بين العينات. أظهر بعضها تغيرات جزيئية كبيرة، بينما لم يظهر البعض الآخر أي تغيرات جزيئية تقريبًا.

نحو رعاية أكثر تخصيصًا لمرض الزهايمر

تشير النتائج إلى أن الحويصلات خارج الخلية يمكن أن تساعد في النهاية في تحديد المرضى الذين من المرجح أن يستفيدوا من علاجات معينة، مما قد يسمح بمطابقة العلاجات بشكل أوثق مع بيولوجيا مرض الفرد.

ويعمل الباحثون الآن على إنشاء عضويات أكثر تقدمًا تتضمن خلايا مناعية وشبكات تشبه الأوعية الدموية تحاكي الأوعية الدموية. يمكن لهذه الإضافات أن تجعل النماذج أكثر تمثيلاً للدماغ البشري الحي وتحسين قيمتها لدراسة مرض الزهايمر.

وبالنظر إلى المستقبل، يتصور ماشيراكي مستقبلًا تعمل فيه الحويصلات خارج الخلية كنوع من الخزعة السائلة، مما يساعد الأطباء على تشخيص مرض الزهايمر، وتحديد مرحلته، وتحديد أنواع فرعية بيولوجية متميزة قد تتطلب أساليب علاجية مختلفة.

المرجع: “التنميط البروتيني للعضيات الدماغية والحويصلات خارج الخلية يحدد المؤشرات الحيوية المبكرة لمرض الزهايمر وعدم تجانس الاستجابة للأدوية” بقلم راشيل ج. بويد، دايون دونج، رام ساجار، أنطون إليوك، وقار أحمد، زينيا أندروني، أنطون ب. فاسيليكي ماهيراكي، 8 أبريل 2026، مرض الزهايمر والخرف.
دوى: 10.1002/alz.71273

بالإضافة إلى ماشيراكي، من بين العلماء الذين ساهموا في هذا العمل راشيل بويد، ودايون دونغ، ورام ساجار، ووقار أحمد، وزينيا أندروني، وبول روزنبرغ، وقسطنطين ليكيتس، وكينيث ويتوير من جامعة جونز هوبكنز، وأنتون إليوك من العمليات التحليلية في تيمورا، وأنتون بورستينسون من كلية الطب وطب الأسنان بجامعة روتشستر.

تم توفير التمويل لهذه الدراسة من قبل المعاهد الوطنية للصحة (T32 AG058527، R01AG052510، P30AG066507، 1RF1AG083801، AGR01054771، AGR01050515، AGR01046543 وAGR01071522)، ومؤسسة Paul G. Allen Frontiers ومركز التميز للطب الدقيق التابع لعائلة ريتشمان في مرض الزهايمر في جامعة جونز هوبكنز.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.