جهاز استشعار الدماغ الجديد يقدم إجابات حول مرض الزهايمر – ترجمة* محمد جواد آل السيد ناصر الخضراوي

   New brain sensor offers answers about Alzheimer’s
  (Josh Barney – بقلم: جوش بارني)    

ملخص المقالة:

طور علماء كلية الطب بجامعة فيرجينيا أداة لمراقبة الاتصالات داخل الدماغ بطريقة غير مسبوقة، وقد قدمت بالفعل تفسيرًا لسبب محدودية فعالية أدوية مرض الزهايمر ولماذا تسوء حالة المرضى بعد انتهاء مفعول الأدوية. ويتوقعون تأثيرًا كبيرًا لها على فهم الاكتئاب، اضطرابات النوم، مرض التوحد، الأمراض العصبية، والحالات النفسية الكبرى، مما سيسرع البحث العلمي في عمل الدماغ، ويسهل تطوير علاجات جديدة.      

وتتيح الطريقة الجديدة للعلماء فحص عمليات النقل داخل الدماغ على المستوى المجهري والمستوى النانوي البعيد، ويمكنها تحديد عمليات النقل “المعدلة العصبية” المرتبطة باضطرابات الدماغ الرئيسية. ولديها “قدرة تطبيق واسعة” عبر مجموعة من الأمراض والاضطرابات العصبية والنفسية، ومن المتوقع أنها ستساعد الأطباء على فهم الأمراض العصبية والمشاكل النفسية، فحص وغربلة الادوية لعلاجات محتملة، تحديد الجينات المسببة للأمراض، وتطوير أدوية أفضل وأكثر شخصية ومصممة خصيصا لتلبية احتياجات المريض المحددة. 

(المقالة)

الشكل 1: تحليل عالي الدقة للانتقال المشفر جينيا المستشعر الموضح. رسم  تخطيطي A : مستقبل مقترن بالبروتين جي (G protein-coupled receptor (GPCR)) وبروتين رابط لمحيط البلازمية البكتيري (bacterial periplasmic binding protein (PBP)) المستندة لأجهزة استشعار المرسلات العصبية  المشفرة وراثيا.  رسم تخطيطي B: تعبير فيروسي في تطبيقات الجسم الحي وخارج الجسم الحي لأجهزة الاستشعار المشفرة وراثيا. رسم تخطيطي C: مخطط التحليل المجهري للدقة الفائقة و / أو التحليل المجهري لبيانات الصورة التي تم الحصول عليها باستخدام مستشعرات مشفرة وراثيًا. مخطط توضيحي D: التنميط الزماني المكاني ثلاثي الأبعاد للانتقال المشبكي. لاحظ مجموعة البيانات التجريبية الحيوانية النموذجية التي تم إجراؤها باستخدام المشروع المنشور مؤخرًا [32]. مصدر الصورة: نشرة الطب النفسي الجزيئي (2020) DOI: 10.1038 / s41380-020-00960-8

طور العلماء في كلية الطب بجامعة فيرجينيا أداة لمراقبة الاتصالات داخل الدماغ بطريقة لم يسبق لها مثيل، وقد قدمت بالفعل تفسيرًا لسبب محدودية فعالية أدوية مرض الزهايمر ولماذا يزداد سوء حالة المرضى بعد الخروج منهم (الادوية).

ويتوقع الباحثون أن الطريقة الجديدة التي سيكون لها تأثير كبير على فهمنا للاكتئاب، اضطرابات النوم، مرض التوحد، الأمراض العصبية، والحالات النفسية الكبرى. ويقولون إن ذلك سيسرع البحث العلمي في عمل الدماغ، ويسهل تطوير علاجات جديدة.

وقال الباحث الرئيسي ج. جوليوس زهو من قسم الصيدلة في جامعة فيرجينيا: “يمكننا الآن أن نرى كيف تتواصل خلايا الدماغ بتفاصيل دقيقة في كل من الأدمغة السليمة والمريضة”.

إرسالات غير متوقعة

تتيح الطريقة الجديدة التي طورها زهو ومعاونوه للعلماء فحص عمليات النقل داخل الدماغ على المستوى المجهري والمستوى النانوي البعيد الأصغر، فهو يجمع بين “مستشعر” بيولوجي وشكلين مختلفين من التصوير المتطور.

ويمكن لهذا النهج تحديد عمليات النقل “المعدلة العصبية” ، والتي ترتبط باضطرابات الدماغ الرئيسية، بما في ذلك الإدمان ومرض الزهايمر والاضطرابات الاكتئابية والفصام. كما أنها مرتبطة بالتوحد والصرع واضطرابات الأكل واضطرابات النوم.

إن النواقل العصبية المعدلة هي عمليات النقل “الأبطأ” في الدماغ. ويُعتقد عادةً أنها تتضمن الكثير من الخلايا العصبية في مناطق كبيرة. وهذا على عكس عمليات النقل الأسرع التي تحدث من خلية عصبية إلى أخرى.

ولكن أداة “زهو “الجديدة أظهرت بالفعل أنها ليست بهذه البساطة. ففي مرض الزهايمر، اكتشف “زهو” وزملاؤه درجة مدهشة من “التحكم الدقيق والإحكام” في عمليات النقل العصبي المعدلة المفترضة. وأفاد العلماء أن أدوية الزهايمر المستخدمة على نطاق واسع والمعروفة باسم مثبطات أستيل كولينستيراز قد تمنع هذا الاتصال الدقيق. ويقولون إن ذلك قد يفسر الفعالية المحدودة للأدوية.

وواصل الباحثون تحديد التغييرات المحتملة في الدماغ التي يمكن أن تحدث عن طريق استخدام الأدوية على المدى الطويل، وهو ما يمكن أن يفسر سبب تفاقم حالة المرضى عندما يتوقفون عن تناولها. وقال زهو: “الطريقة الجديدة تشير إلى عيوب مرض الزهايمر في الدقة المكانية والزمانية غير المسبوقة، محددة الأهداف الدقيقة للدواء”.

ويقول الباحثون إن مرض الزهايمر هو مجرد قمة جبل الجليد. والنظام الجديد لديه “قدرة تطبيق واسعة” عبر مجموعة من الأمراض والاضطرابات العصبية والنفسية، كما ورد في ورقتين علميتين جديدتين. وفي السنوات القادمة، يتوقع العلماء أنها سوف تساعد الأطباء على فهم الأمراض العصبية والمشاكل النفسية، فحص وغربلة الادوية لعلاجات محتملة، تحديد الجينات المسببة للأمراض، وتطوير أدوية أفضل وأكثر شخصية ومصممة خصيصا لتلبية احتياجات المريض المحددة. وقال زهو: “إذا رأينا مشاكل، فسنكون مستعدين لمعالجتها”.

*تمت الترجمة بتصرف

المصدر :

https://phys.org/news/2021-03-brain-sensor-alzheimer.html

ملحوظة: نشر الباحثون النهج الجديد ونتائجهم في المجلات العلمية: الطب النفسي الجزيئي (Molecular Psychiatry)    ورسائل النانو  (Nano Letters) .

لمزيد من المعلومات:

[١] لي لين وآخرون، Genetically encoded sensors enable micro- and nano-scopic decoding of transmission in healthy and diseased brains, Molecular Psychiatry (2020). DOI: 10.1038/s41380-020-00960-8

[٢] باولا كي زهو وآخرون، Nanoscopic Visualization of Restricted Nonvolume Cholinergic and Monoaminergic Transmission with Genetically Encoded Sensors, Nano Letters (2020). DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b04877