تساعد خلايا الجهاز المناعي في تعزيز قدرات التعلم والذاكرة، وفي تجديد خلايا الدماغ

هذه نتيجة دراسة أجريت في معهد وايزمان

تقترح مجموعة من العلماء من معهد وايزمان للعلوم، بقيادة البروفيسور ميشال شوارتز من قسم البيولوجيا العصبية، مفهومًا جديدًا، تساهم بموجبه خلايا الجهاز المناعي في الحفاظ على القدرة على القيام بعمليات التعلم والذاكرة، وكذلك لعمليات تجديد الخلايا العصبية في الدماغ طوال الحياة. تم وصف هذا المفهوم الجديد في مقال نشر اليوم في المجلة العلمية "Nature Neuroscience".

لفترة طويلة كان العلماء يعتقدون أن الإنسان يولد وفي دماغه كمية ثابتة من الخلايا العصبية، والتي تموت تدريجيا مع مرور الوقت، ولا يمكن تجديدها. لكن في السنوات الأخيرة، نشرت عدة مجموعات بحثية من مختلف أنحاء العالم دراسات تفيد بأن خلايا جديدة تتشكل مع ذلك في مناطق معينة من الدماغ، بما في ذلك إحدى المناطق المشاركة في عمليات معينة للتعلم والذاكرة (الحصين). وتحدث عملية تكوين خلايا عصبية جديدة خاصة بعد التعرض لبيئة غنية بالمحفزات البيئية، وكذلك بعد ممارسة النشاط البدني. ولا تزال وظيفة هذه الخلايا الجديدة غير واضحة، لكن أحد الافتراضات هو أنها مصممة للحفاظ على قدرات الدماغ وتجديدها. أحد الأسئلة الرئيسية التي تظل مفتوحة هو كيف يرسل الجسم إشارات إلى الدماغ يأمره بزيادة تكوين خلايا جديدة. يقدم علماء معهد وايزمان الآن تفسيرا لهذه الظاهرة.

ويستند التفسير الجديد إلى مفهوم جديد لدور الجهاز المناعي في "مساحة عمل" الجهاز العصبي المركزي، الذي يشمل الدماغ والحبل الشوكي وبعض الأعصاب الفردية مثل العصب البصري. في الواقع، لسنوات عديدة، كان الدماغ يعتبر "مدينة محرمة" لجهاز المناعة، والذي كان ينظر إليه على أنه عامل يمكن أن يضر بالشبكات المعقدة والديناميكية للخلايا العصبية. ويعزى الخطر الأكبر إلى وجود ونشاط خلايا المناعة الذاتية في الدماغ. تتعرف هذه الخلايا (على عكس الخلايا الأخرى في الجهاز المناعي، التي تهاجم الغزاة الأجانب والعوامل المسببة للأمراض)، على مكونات الجسم، وهي عملية، إذا حدثت دون سيطرة مناسبة، قد تسبب تطور أحد أمراض المناعة الذاتية، مثل مثل التصلب المتعدد. وهكذا اكتشف العلماء قديماً وجود خلايا المناعة الذاتية
وفي الجهاز العصبي المركزي السليم، يُعزى ذلك إلى فشل الجسم في القضاء على هذه الخلايا غير المرغوب فيها. وفي المقابل، يرى علماء معهد وايزمان للعلوم، بقيادة البروفيسور شوارتز، أن المناعة الذاتية في حد ذاتها ليست ضارة بل ضرورية، وأنها مسألة "حسن التدبير". يمكن أن تكون المناعة الذاتية غير المنضبطة ضارة بالفعل، ولكن عندما تكون موجودة بالقدر الصحيح، فإن نفس الظاهرة نفسها قد تكون مفيدة بالفعل وتساعد على تأخير الأمراض التنكسية مثل مرض باركنسون، ومرض الزهايمر، والزرق، والتصلب الجانبي الضموري، والتنكس العصبي بسبب السكتة الدماغية، أو أي ضرر في الجهاز المركزي. الجهاز العصبي.

أظهر فريق بحث البروفيسور شوارتز سابقًا أن خلايا الجهاز المناعي (الخلايا التائية) التي تتعرف على مكونات الجهاز العصبي المركزي، تنظم الاستجابة المناعية ضد المواد السامة التي تفرز في المناطق المتضررة، وتشارك في عمليات التنكس العصبي. (ظاهرة معروفة في حالات إصابات الرأس، وكذلك بعد السكتة الدماغية).

وفي الدراسة الحالية، أظهر العلماء أن نفس الخلايا المناعية التي تتعرف على البروتينات الذاتية (خلايا المناعة الذاتية) تساعد أيضًا في العمليات المركزية التي تحدث في الدماغ السليم، مثل التعلم والذاكرة. ويفترضون أن هذه المساعدة يتم التعبير عنها من خلال تشجيع تكوين خلايا دماغية جديدة في منطقة الحصين التي تعمل على خلق ذكريات جديدة لأنواع معينة. تضم مجموعة البحث التي قامت بهذه الدراسة، بالإضافة إلى البروفيسور شوارتز، طلاب البحث يانيف زيف، نيغا رون وأوليج بوتوفسكي الذين عملوا مع طالب البحث آنذاك الدكتور يوناتان كيبنيس، ومع الدكتورة هاجيت كوهين من بن غوريون. جامعة النقب.

أفادت عدة مجموعات من الباحثين سابقًا أنه في الدماغ (الحصين) للفئران التي تعيش في بيئة غنية بالمحفزات، يتم إنشاء المزيد من خلايا الدماغ الجديدة مقارنة بكمية الخلايا الجديدة التي تم إنشاؤها في أدمغة الفئران التي تعيش في بيئة طبيعية. وتربط الدراسة الحالية لأول مرة هذه الظاهرة بوجود خلايا الجهاز المناعي في منطقة الحصين. ولفحص ما إذا كان وجود خلايا الجهاز المناعي، بما في ذلك الخلايا التائية، ضروريًا بالفعل لتجديد الخلايا في الدماغ، اختبر العلماء الفئران التي لديها جهاز مناعي تالف. وقد وجد أنه في أدمغة هذه الفئران، تم تكوين عدد أقل بكثير من الخلايا العصبية الجديدة. وبالإضافة إلى ذلك، اتضح أنه عندما

ومن خلال حقن الخلايا التائية المأخوذة من فأر عادي في فئران تعاني من جهاز مناعي تالف، من الممكن زيادة كمية الخلايا العصبية الجديدة المتكونة في الدماغ، تقريبًا إلى المستوى النموذجي للفأر السليم. ومن هذا المنطلق، خلص العلماء إلى أن الخلايا التائية ضرورية لعمليات تجديد الخلايا العصبية في الدماغ، وأن إصلاح جهاز المناعة يمكن أن يعوض هذا النقص في الدماغ.

تم إجراء سلسلة أخرى من التجارب بهدف تحديد خصائص الخلايا التائية المحددة التي تمكن من تكوين خلايا عصبية جديدة. وقد وجد أنه في الفئران المعدلة وراثيا بحيث تتعرف جميع الخلايا التائية في أجسامها على مكونات الجهاز العصبي، تم تشكيل المزيد من الخلايا العصبية الجديدة مقارنة بالفئران العادية. كما كان أداء هذه الفئران أفضل في مهام التعلم والذاكرة مقارنة بالفئران العادية. وعلى العكس من ذلك، في الفئران التي لا تتعرف خلاياها التائية في أجسامها على أي مكونات في الجهاز العصبي، تم تكوين عدد أقل من الخلايا العصبية الجديدة، على غرار الفئران التي لديها جهاز مناعي تالف. واجهت هذه الفئران أيضًا صعوبة في أداء مهام التعلم والذاكرة.

البروفيسور شوارتز: "نعتقد أن الخلايا التائية المناعية الذاتية قد تساعد الكائن الحي على تحقيق الإمكانات الكاملة لدماغه. تظهر نتائج بحثنا أن الجسم ينقل رسائل إلى الدماغ، من خلال جهاز المناعة، الذي ينظم، من بين أمور أخرى، قدرات التعلم والذاكرة. ومن الممكن أيضًا أن يكون فقدان الذاكرة الذي يحدث في الأعمار المتقدمة يرجع، جزئيًا على الأقل، إلى ضعف الجهاز المناعي، أو بدلاً من ذلك إلى فقدان نشاط تلك الخلايا المسؤولة عن صيانة الدماغ. وإذا كان هذا هو وجه الأمور بالفعل، فمن الممكن أن تساهم اكتشافاتنا، في المستقبل، في تطوير طرق جديدة لعلاج فقدان الذاكرة الناتج عن الشيخوخة.