نجح باحثون في تطوير حاجز دموي دماغي بشري خارج الجسم، بطريقة تتيح التنبؤ باختراق الأدوية إلى الدماغ بطريقة مخصصة  

أظهرت شريحة تعتمد على الخلايا الجذعية المأخوذة من مرضى يعانون من أمراض عصبية بدقة وظيفة الحاجز الدموي الدماغي

ابتكر باحثون من جامعة بن غوريون في النقب نسخة حية من الحاجز الدموي الدماغي، الذي يعمل كما يفعل في الشخص الذي يتبرع بالخلايا الجذعية لإنتاجه. تمهد هذه التكنولوجيا المبتكرة طرقًا جديدة لفك رموز اضطرابات الدماغ وستجعل من الممكن التنبؤ بفعالية الأدوية العصبية بطريقة شخصية. ونشرت نتائج البحث في عدد خاص من المجلة العلمية Cell Stem Cell، بمناسبة انعقاد مؤتمر الجمعية العالمية لأبحاث خلايا الدماغ.

يعمل الحاجز الدموي الدماغي (BBB) ​​كحارس للجهاز العصبي المركزي ويحمي أنسجة المخ الحساسة من مرور السموم والمواد الغريبة في مجرى الدم. يعد الأداء السليم للحاجز ضروريًا لأداء الدماغ السليم، ويرتبط الضرر الذي يلحق به بمجموعة متنوعة من الأمراض العصبية بما في ذلك مرض الزهايمر والتصلب المتعدد. ولكن إلى جانب نشاطه الحاسم في حماية الدماغ، فإن معظم الأدوية المتاحة اليوم غير قادرة على اختراقه، وهو التحدي الذي يجعل من الصعب تطوير أدوية عصبية للأمراض العصبية مثل التصلب الجانبي الضموري، ومرض باركنسون، ومرض هنتنغتون، والتي تؤثر على ملايين الأشخاص. كما أن الاختلاف الأساسي في عمل الحاجز الدموي الدماغي بين البشر والحيوانات النموذجية يشكل صعوبة إضافية للبحث اليوم، ويتطلب تطوير نماذج بشرية جديدة تحاكي نشاط الحاجز.

قائد المجموعة البحثية، الدكتور جاد فاتين من قسم علم وظائف الأعضاء وبيولوجيا الخلية ومركز الطب التجديدي وأبحاث الخلايا الجذعية في جامعة بن غوريون، بالتعاون مع باحثين من مستشفى سيدارز سيناي في لوس أنجلوس، قام بدراسة جذعية معدلة وراثيا الخلايا المستحثة من عينات دم الناس. ومن هذه الخلايا، قام الباحثون بتنمية الخلايا العصبية وخلايا الأوعية الدموية في الدماغ والخلايا الداعمة التي تشكل حاجز الدم في الدماغ. وتم زرع كل هذه العناصر على شريحة صغيرة مصنوعة من السيليكون الشفاف (Organ-on-Chip) بطريقة تحاكي البيئة الفسيولوجية للأوعية الدموية في الدماغ البشري. سمح الباحثون للخلايا بإنشاء تفاعلات بين أنواع الخلايا المختلفة وحقنوا الدم البشري في النظام. وسرعان ما شكلت الخلايا وحدة وظيفية تتصرف بشكل مشابه للحاجز الدموي الدماغي في جسم الإنسان، بما في ذلك منع مرور بعض الأدوية.

أظهر الباحثون كيف تعمل الشريحة التي تم إنشاؤها من الخلايا العصبية للأشخاص المصابين بمتلازمة ألين هيرندون دادلي النادرة بنفس الطريقة التي يعمل بها الحاجز الدموي الدماغي لدى المرضى الذين يعانون من هذا المرض. وهكذا أظهر النموذج أن سبب المرض هو طفرة جينية لا تسمح بمرور هرمون الغدة الدرقية عبر الحاجز. وفي نموذج آخر لمرض هنتنغتون، أظهر الباحثون أن الحاجز لا يتشكل بشكل صحيح، مما يسمح بمرور الجزيئات التي لا ينبغي أن تصل إلى الدماغ عندما يعمل الحاجز بشكل صحيح.

يذكر قادة البحث أن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام الخلايا الجذعية ذات المواصفات المختلفة لإنشاء بنية فسيولوجية للحاجز الدموي الدماغي في النموذج المخصص.

يوضح الدكتور فيتين: "تحاكي الشريحة الناتجة (BBB-Chip) نشاط الحاجز بشكل جيد للغاية، وتسمح لنا بقياس مرور الأدوية من مجرى الدم إلى الجهاز العصبي المركزي". "من خلال إعداد الرقائق الشخصية، أثبتنا أن هناك فرقًا بين وظيفة الحاجز الدموي الدماغي للمرضى الذين يعانون من أمراض عصبية والأشخاص الأصحاء. وتمهد هذه التكنولوجيا الطريق لطب أكثر دقة، حيث سيكون من الممكن التنبؤ بفعالية الأدوية العصبية لكل شخص بطريقة شخصية."
للمادة العلمية

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

• "نظام دماغي على شريحة كشف لنا تفاصيل جديدة عن نشاط الحاجز الدموي الدماغي، ما سيساعد في علاج الزهايمر وآثار الأدوية"
• أتاح استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الموجه في الولايات المتحدة اختراق حاجز الدم في الدماغ لدى مرضى الزهايمر
• فتح حاجز الدم في الدماغ