يتيح أسلوب الانطلاق والتجميد للعلماء مراقبة إعادة التدوير التشابكي فائق السرعة في كل من أنسجة المخ لدى الفئران والبشر، مما يسلط الضوء على الآليات الجزيئية المحفوظة.

يمكن أن تساعد هذه التقنية في الكشف عن سبب انقطاع الاتصال في مرض باركنسون وتوجيه استراتيجيات العلاج الجديدة.

اختراق في التصوير “الانطلاق والتجميد” في أنسجة المخ الحية

أفاد باحثون في جامعة جونز هوبكنز الطبية أنهم استخدموا طريقة “الانطلاق والتجميد” لمراقبة اتصالات خلايا الدماغ في الأنسجة الحية الحقيقية المأخوذة من الفئران والبشر. وقد سمح لهم هذا النهج بالتقاط التفاعلات التي عادة ما يكون من الصعب للغاية رؤيتها.

وبحسب الفريق فإن نتائج هذه التجارب التي مولتها المعاهد الوطنية للصحة ونشر اليوم (24 نوفمبر) في الخلايا العصبيةقد يقدم أدلة جديدة حول المحفزات البيولوجية وراء الأشكال غير الوراثية من مرض باركنسون.

تشير مؤسسة باركنسون إلى أن الحالات المتفرقة من هذه الحالة تشكل غالبية التشخيصات. تتضمن هذه الحالات مشاكل في الوصل الصغير حيث ترسل خلية دماغية إشارات إلى الخلية التالية. موقع الإشارة هذا، يسمى أ المشبكيقول شيجيكي واتانابي، دكتوراه، وهو أستاذ مشارك في بيولوجيا الخلية في جامعة جونز هوبكنز الطبية والباحث الرئيسي في الدراسة، إن هذا يمثل تحديًا طويلًا للعلماء لفحصه بالتفصيل.

يقول واتانابي: “نأمل أن تساعدنا هذه التقنية الجديدة لتصور ديناميكيات الغشاء التشابكي في عينات أنسجة المخ الحية على فهم أوجه التشابه والاختلاف في الأشكال غير الوراثية والأشكال الوراثية من الحالة”. ويضيف أن الأفكار المكتسبة من خلال هذه الطريقة قد تساهم في النهاية في تطوير استراتيجيات علاجية جديدة لهذا الاضطراب.

كيف تقوم المشابك العصبية السليمة بنقل الرسائل ونماذج الذكريات

في الدماغ السليم، تعمل الحويصلات المشبكية كحاملات معلومات صغيرة تساعد خلية واحدة على نقل الرسائل إلى أخرى. يعد هذا النشاط ضروريًا لمهام مثل معالجة المعلومات والتعلم وبناء الذكريات. يقول واتانابي إن فهم كيفية عمل هذه الحويصلات يعد خطوة أساسية في تحديد المكان الذي يبدأ فيه تعثر الاتصال في الأمراض التنكسية العصبية.

ساعد واتانابي سابقًا في إنشاء تقنية الانطلاق والتجميد لفحص التغيرات السريعة في الأغشية المتشابكة (نُشرت هذه النتائج في عام 2020 في علم الأعصاب الطبيعي). تستخدم هذه الطريقة تحفيزًا كهربائيًا قصيرًا لتنشيط أنسجة المخ الحية، يتبعها على الفور تجميد سريع للحفاظ على حركة الهياكل الخلوية لمشاهدتها لاحقًا باستخدام المجهر الإلكتروني.

في بحث نشر في وقت سابق من هذا العام في علم الأعصاب الطبيعيوطبق واتانابي هذه التقنية على الفئران المعدلة وراثيا لاستكشاف دور بروتين يسمى إنترسكتين. وأظهرت الدراسة كيف يحافظ الإنترسكتتين على الحويصلات المشبكية في مكان محدد داخل الخلية حتى تصبح جاهزة للانطلاق وتنشيط خلية عصبية قريبة.

توفر عينات الفأر والدماغ البشري رؤى نقدية

في الدراسة الجديدة، استخدم الباحثون عينات من أدمغة الفئران العادية بالإضافة إلى أنسجة المخ القشرية الحية التي تم أخذ عينات منها بإذن من ستة أفراد يخضعون للعلاج الجراحي للصرع في مستشفى جونز هوبكنز. كانت العمليات الجراحية ضرورية طبيًا لإزالة الآفات من قرن آمون الدماغ.

من خلال العمل مع العالمين ينس إيليرز وكريستينا ليبمان في جامعة لايبزيغ في ألمانيا، قام الباحثون أولاً بالتحقق من صحة نهج الانطلاق والتجميد من خلال مراقبة إشارات الكالسيوم، وهي عملية تحفز الخلايا العصبية على إطلاق الناقلات العصبية في أنسجة دماغ الفأر الحية.

مشاهدة اندماج الحويصلات وإعادة تدويرها في الوقت الفعلي

بعد ذلك، قام العلماء بتحفيز الخلايا العصبية في أنسجة دماغ الفأر باستخدام نهج الانطلاق والتجميد، ولاحظوا مكان اندماج الحويصلات المشبكية مع أغشية خلايا الدماغ ثم إطلاق مواد كيميائية تسمى الناقلات العصبية التي تصل إلى خلايا الدماغ الأخرى. ثم لاحظ العلماء كيف تقوم خلايا دماغ الفأر بإعادة تدوير الحويصلات المشبكية بعد استخدامها للتواصل العصبي، وهي عملية تعرف باسم الالتقام الخلوي الذي يسمح للخلايا العصبية بتناول المواد.

ثم طبق الباحثون تقنية الانطلاق والتجميد على عينات من أنسجة المخ المأخوذة من أشخاص مصابين بالصرع، ولاحظوا نفس مسار إعادة تدوير الحويصلة المشبكية الذي يعمل في الخلايا العصبية البشرية.

في كل من عينات الدماغ البشري والفأر، البروتين Dynamin1xA، وهو أمر ضروري لإعادة تدوير الغشاء المتشابك فائق السرعة، كان موجودًا حيث يُعتقد أن الالتقام الخلوي يحدث على غشاء المشبك.

يقول واتانابي: “تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن الآلية الجزيئية للالتقام فائق السرعة محفوظة بين الفئران وأنسجة المخ البشرية”، مما يشير إلى أن التحقيقات في هذه النماذج ذات قيمة لفهم البيولوجيا البشرية.

الخطط المستقبلية: رسم خرائط لديناميكيات الحويصلة لدى مرضى باركنسون

في التجارب المستقبلية، يقول واتانابي إنه يأمل في الاستفادة من تقنية الانطلاق والتجميد لدراسة ديناميكيات الحويصلات المتشابكة في عينات أنسجة المخ المأخوذة بإذن من مرضى باركنسون الذين يخضعون لتحفيز عميق لأنسجة المخ.

المرجع: 24 نوفمبر 2025، الخلايا العصبية.
دوى: 10.1016/j.neuron.2025.10.03

تم توفير الدعم المالي لهذا البحث من قبل المعاهد الوطنية للصحة (U19 AG072643، 1DP2 NS111133-01، 1R01 NS105810-01A1، R35 NS132153، S10RR026445)، معهد هوارد هيوز الطبي، مؤسسة كازاتو، الجمعيات الخيرية الأمريكية اللبنانية السورية، مختبر الأحياء البحرية، جامعة لايبزيغ، مؤسسة رولاند إرنست، ومؤسسة جونز هوبكنز الطبية، ومبادرة تشان زوكربيرج، ومؤسسة أبحاث الدماغ، ومؤسسة هيليس، ومؤسسة روبرت جي كليبرج جونيور وهيلين سي كليبرج، ومؤسسة ماكنايت، وصندوق إستير أ. وجوزيف كلينجنشتاين، ومؤسسة فالي.

بالإضافة إلى واتانابي، فإن العلماء الآخرين الذين ساهموا في هذا العمل هم تشيلسي إدينغز، ومينغهوا فان، ويوتا إيموتو، وكي إيتو، وزيومارا ماكدونالد، وويليام أندرسون، وبول وورلي، وديفيد ناوين من جامعة جونز هوبكنز، وجينس إيلرز وكريستينا ليبمان من جامعة لايبزيغ بألمانيا.

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