الحاجز

عندما نتقدم في السن، تبدأ ذاكرتنا في "الصرير". يعتبر تراجع القدرة المعرفية في سن الشيخوخة عملية شبه حتمية، لكن دراستين تم إجراؤهما مؤخرًا في مختبر البروفيسور ميخال شوارتز، من قسم نيوروفن وايزمان

عندما نتقدم في السن، تبدأ ذاكرتنا في "الصرير". يعتبر تراجع القدرة المعرفية في الشيخوخة عملية شبه حتمية، لكن دراستين أجريتا مؤخرا في مختبر البروفيسور ميشال شوارتز، من قسم البيولوجيا العصبية، تربطان تدهور وظائف المخ بشيخوخة الجهاز المناعي. وتكشف الدراسات كيف تساهم بعض الخلايا المناعية، الموجودة - على عكس كل التوقعات - داخل الدماغ نفسه، في صحة الجهاز العصبي المركزي. وتظهر النتائج كيف، مع مرور الوقت، يتم انتهاك التوازن الدقيق الذي توجد فيه هذه الخلايا، مما يؤدي إلى وضع جديد - قد يضعف الوظيفة العقلية. قد توفر هذه الدراسات أدلة حول كيف يمكننا في المستقبل إبطاء أو منع التدهور المعرفي.

لأكثر من عقد من الزمان، كان البروفيسور شوارتز يبحث في كيفية مساعدة الخلايا المناعية التي تتحرك في مجرى الدم في قدرة الدماغ على الشفاء والتعافي، وأجزاء أخرى من الجهاز العصبي المركزي. لقد تحدى بحثها في كثير من الأحيان النظريات السائدة، والتي بموجبها لا تستطيع الخلايا المناعية الدخول إلى الدماغ، وأنها إذا تمكنت من القيام بذلك، فإنها "تتسلل" عبر ثغرات في مجموعة الحواجز التي تحمي الدماغ.

تظهر نتائج الدراسة الأولى، التي نُشرت مؤخرًا في المجلة العلمية Immunity، أنه عندما يتم "توصيل" الخلايا المناعية الشافية إلى الدماغ بعد الإصابة، لا يُطلب منها الهروب من نظام الحاجز. تدخل هذه الخلايا إلى الدماغ "بشكل قانوني" من خلال بنية تسمى "الضفيرة المشيمية"، والتي تشكل ما يعرف باسم "حاجز السائل النخاعي". إن قشرة الضفيرة الدموية هي المكان الذي يتم فيه تكوين السائل النخاعي - وهو نوع من "ممتص الصدمات" الذي يحمي أنسجة المخ. تحتوي هياكل الضفيرة الدموية -التي توجد إحداها في كل حجرة من حجرات الدماغ- على امتدادات تشبه الأصابع، ينتقل من خلالها السائل النخاعي من جهة إلى أنسجة الدماغ المحيطة بالامتدادات، ومن جهة أخرى يتم إخلاء اليد والبلازما والفضلات من الدماغ إلى الأوعية الدموية.

وقد تفاجأ أعضاء فريق البروفيسور شوارتز البحثي عندما اكتشفوا أن الخلايا المناعية تدخل إلى الجهاز العصبي المركزي من هذا الهيكل البعيد حتى عندما تحدث الإصابة في العمود الفقري في مكان بعيد عن الدماغ، وأنها لا يتم طردها بشكل سلبي من الدماغ. الدماغ من خلال الفجوات الموجودة في الحاجز الدموي الدماغي، ولكن يتم تعبئتها بطريقة خاضعة للرقابة. وعبرت الخلايا المناعية حاجز السائل النخاعي، وهو الحاجز بين مجرى الدم وأنسجة المخ، ومن هناك شقت طريقها إلى موقع الضرر الذي لحق بالجهاز العصبي المركزي. وسبب المفاجأة هو أن الدخول إلى الدماغ كان حتى الآن يعتبر "كسرا للحدود". يقول البروفيسور شوارتز: "تظهر النتائج التي توصلنا إليها أن دخول الدماغ عبر الضفيرة الدموية لا يكسر الحدود، بل الدخول عبر بوابة تعمل كمرشح". "تمر الخلايا المناعية عبر البوابة عند الحاجة إليها. وقبل ذلك، يتم اختبارها، ويطلب منها أيضًا الخضوع لتدريب أولي، ولا يُسمح إلا للخلايا الصحيحة، التي خضعت للتدريب الصحيح، بالمرور عبر البوابة والدخول إلى نظام الدم.

وفي الدراسة الثانية، التي نشرت في مجلة الأكاديمية الأمريكية للعلوم (PNAS)، سعى العلماء إلى التعرف بدقة على نوع الخلايا المناعية التي تنظم الدخول إلى الدماغ. وحدد العلماء الخلايا المناعية في الضفيرة الدموية على أنها نوع من الخلايا التائية المتكيفة خصيصًا مع الجهاز العصبي المركزي، واكتشفوا أن إمدادات ثابتة من هذه الخلايا يتم الحفاظ عليها دائمًا داخل الضفيرة الدموية. وعندما تابعوا بدقة مسار حياة الخلايا، من سن مبكرة إلى الشيخوخة، اكتشف العلماء أن اختلال التوازن بين مادتين كيميائيتين تنتجهما الخلايا التائية في الضفيرة الدموية، يؤثر بشكل خطير على خصائص "البوابة".

ومن المعروف أن إحدى المواد، التي تسمى إنترلوكين 4 (IL-4)، تمنع الالتهاب وتحمي صحة الدماغ. ومع ذلك، من المفارقة أنه عندما يرتفع مستواه إلى ما بعد عتبة معينة، فإنه يشارك في إنتاج مادة تسمى CCL11، والتي ترتبط، من بين أمور أخرى، بالتدهور المعرفي. كشفت التجارب التي أجراها العلماء - سواء على الفئران أو في مزارع الخلايا - أن إنترلوكين -4 في الضفيرة الدموية يكون عادة في حالة توازن مع مادة أخرى، وهي إنترفيرون جاما (IFN-γ). ولكن عندما يكبر الفأر، فإن التغيرات التي تحدث في الخلايا التائية تتسبب في اختلال النسبة بين المادتين لصالح الإنترلوكين-4. يؤدي عدم التوازن الناتج إلى تطور عملية التهابية وإنتاج CCL11 بواسطة خلايا الضفيرة الدموية. يخترق CCL11 السائل النخاعي ويتراكم في أدمغة الفئران المسنة، كما هو الحال أيضًا عند البشر.

في وقت لاحق، تمكن العلماء من منع عملية التدهور المعرفي لدى الفئران المسنة من خلال استخدام علاج جذري: حيث قاموا "بإعادة ضبط" جهاز المناعة لدى الفئران من خلال الإشعاع إلى نخاع العظام، وزرع نخاع عظمي جديد. يعتقد البروفيسور شوارتز أن النتائج تشير إلى احتمال أنه سيكون من الممكن في المستقبل إعادة التوازن إلى جهاز المناعة في الدماغ بوسائل أقل تطرفًا. أولاً، الخلايا التائية التي تولد الالتهاب، والموجودة في الضفيرة الدموية لدى كبار السن، شائعة أثناء الشيخوخة في أماكن أخرى من الجسم أيضًا. ولذلك، فإن طريقة الشفاء التي تستهدف الضرر الكامل للخلايا من هذا النوع قد تكون مفيدة. ثانياً، اكتشف العلماء تشابهاً مثيراً للاهتمام بين العملية الالتهابية في الدماغ والربو. يقول البروفيسور شوارتز: "الربو هو مرض آخر يرتبط فيه المرشح - في هذه الحالة، بالممرات الهوائية". وهذا التشابه يفتح الباب أيضًا أمام خيارات العلاج. بالإضافة إلى ذلك، توضح نتائج التجارب أن الحواجز التي تفصل بين الدماغ وجهاز المناعة ليست منيعة - فقط إذا وجدت الطريقة الصحيحة لفتح البوابة.

بعبارة أخرى، بدلاً من اعتبار التدهور المعرفي أحد الآثار الجانبية الحتمية للشيخوخة، فقد يصبح ذات يوم ظاهرة قابلة للعلاج، مثل أي مرض آخر يصيب الجهاز المناعي.