دراسة جديدة أثبتت كيف يمكن أن يسبب التهاب الدماغ عند الأطفال اضطرابات عصبية مثل التوحد أو الفصام
12 أكتوبر 2023
بقلم هايدا أونغست
المترجم: عدنان احمد الحاجي
المقالة رقم 289 لسنة 2023
New Research Shows How Brain Inflammation in Children May Cause Neurological Disorders Such as Autism or Schizophrenia
October 12,2023
Heide Aungst
النتائج تثبت أن الالتهاب يمنع بعض الخلايا العصبية من الوصول إلى مرحلة نضوجها «مرحلة تطورها» التام في الدماغ النامي، هذه المعرفة قد تفتح الباب أمام علاجات جديدة
يعد الالتهاب [1] الحاد في مرحلة الطفولة المبكرة أحد العوامل المحتملة المعروفة من الناحية السريرية للإصابة بالتوحد والفصام [2] . الآن، ولأول مرة، اكتشف باحثون من كلية الطب بجامعة ميريلاند «UMSOM» أن الالتهاب يعرض تطور خلايا الدماغ للتعطل، ويمكن أن يكون لهذه المشكلة علاقة ميكانيكية باضطرابات النمو العصبي [3] . هذا الاكتشاف يمكن أن يؤدي إلى علاجات للعديد من اضطرابات النمو العصبي المختلفة التي تبدأ من مرحلة الطفولة.
باستخدام التقنية الجينومية بأحادية الخلية [والتي تكشف عن التراكيب الخلوي وأنواعها وحالاتها في عينات من الأنسجة بدقة غير مسبوقة [4] لدراسة أدمغة الأطفال الذين ماتوا بسبب حالات التهابية - مثل العدوى البكتيرية أو الفيروسية [5] أو الربو [6] - إلى جانب أولئك الذين ماتوا بسبب حادث مفاجئ، قاد باحثون من كلية الطب بجامعة ميريلاند «UMSOM» دراسة وجدت أن الالتهاب في مرحلة الطفولة المبكرة يمنع خلايا عصبية معينة في المخيخ [7] من الوصول إلى حالة نضوجها «تمام تطورها» الكامل المطلوب لقيامها بتمام وظائفها [8] . المخيخ هو منطقة في الدماغ مسؤولة عن التحكم الحركي والوظائف المعرفية العليا [9] المستخدمة في اللغة والمهارات الاجتماعية [10] وتنظيم المشاعر [11] .
أجرى الدرلسة باحثون من معهد علوم الجينوم «IGS» التابع لكلية الطب في جامعة ميرلاند UMSOM وقسم علم الصيدلة ومعهد اكتشافات علوم الأعصاب بجامعة ميريلاند «UM-MIND». الدراسة [12] نشرت في عدد أكتوبر 2023 لدورية علوم الطب التحويلي Science Translational Medicine. وهي جزء من مجموعة أوراق علمية مكونة من حوالي 30 ورقة تصف تطور وتباين أنواع الخلايا في الدماغ البشري. كل هذه الدراسات كانت تحت تنسيق مبادرة أبحاث الدماغ باستخدام التقنيات العصبية المبتكرة المتقدمة «BRAIN» لشبكة إحصاء عدد وأنواع الخلايا العصبية وغير العصبية، وهو كونسورتيوم متعدد المواقع تموله المعاهد الوطنية للصحة.
وقد بينت الأبحاث السابقة أن الأطفال الذين يولدون باضطرابات المخيخ غالباً ما يعانون من اضطرابات النمو العصبي [3] ، كما أن النماذج الحيوانية المصابة بالالتهاب قبل الولادة تصاب بهذه الحالات أيضاً.
”لقد درسنا المخيخ لأنه أحد مناطق الدماغ الأولى التي تبدأ في التطور وواحدة من آخر المناطق التي تصل إلى مرحلة النضج [تمام تطورها المطلوب للقيام بوظائفه]، لكنه لم ينل حظه من الدراسات الكافية،“ حسبما قال سيث أيمنت Seth Ament، باحث في معهد علوم الجينوم IGS وأستاذ مشارك في قسم الطب النفسي في كليه الطب بجامعة ميرلاند UMSOM الذي شارك في قيادة البحث مع مارغريت مكارثي Margaret McCarthy، برفسور ورئيسة قسم علم الأدوية ومديرة معهد MIND في جامعة ميرلاند. ”بالتكنولوجيا الجديدة تقريبًا المتمثلة في تسلسل الحمض النووي الريبي أحادي الخلية [13] «scRNA-Seq، تمكنا من دراسة التغيرات في الأدمغة التي تجري على مستوى الخلية.“
وأضافت الدكتورة مكارثي:“لم تُجرى مثل هذه الدراسة في هذه الفئة العمرية «الطفولة المبكرة» في السابق كما لم تُجرى في إطار الالتهاب. التعبير الجيني [14] في المخيخ لدى الأطفال المصابين بالالتهاب كان متسقًا [لا تباين فيه] بشكل ملحوظ.
وقام الباحثون بفحص أنسجة المخ المتبرع بها بعد الوفاة لـ 17 طفلاً توفوا عندما كانوا بسن يتراوح بين سنة وخمس سنوات، توفي ثمانية منهم بسبب حالات التهابات وتسعة توفوا بسبب حوادث. لم يُشخص أي من هؤلاء الأطفال المتوفين بأي إصابة باضطراب عصبية قبل الوفاة. وكانت المجموعتان متشابهتين في السن والجنس والعرق ولهما نفس الفترة الزمنية بعد الوفاة. جمعت عينات أنسجة الدماغ الفريدة على مدار سنوات عديدة من قبل باحثين قي بنك الدماغ والانسجة بكلية الطب بجامعة ميرلاند، وهو مستودع الأنسجة التابع لـ نيروبايوبنك NeuroBioBank التابع للمعاهد الوطنية للصحة، بالإضافة إلى مركز ميريلاند لأبحاث الطب النفسي.
وجدت الدراسة أن نوعين محددين، ولكن نادرين من الخلايا العصبية في المخيخ، كانا الأكثر عرضة لالتهاب الدماغ، وهما عصبونات غولجي [15] Golgi [التي تستخدم غابا GABA كناقل عصبي لها [16] ] وعصبونات بوركينجي Purkinje [المنتجة للناقل العصبي غابا [16] ]. على مستوى الخلية، هذان النوعان من الخلايا العصبية أسفرا عن تعطل مبكر في النضوج [تمام التطور المطلوب لقيامهما بوظائفهما].
مقطع فيديو:
”على الرغم من ندرتها، إلا أن لعصبونات بوركينجي وغولجي وظائف مهمة“ حسبما قال الدكتور أمينت. "أثناء التطور / النمو، تنتج عصبونات بوركينجي مشابك عصبية [17] تربط المخيخ بمناطق الدماغ الأخرى المعنية بالعمليات المعرفية [9] أو التحكم في المشاعر، بينما تقوم خلايا غولجي العصبية بتنسيق التواصل بين الخلايا داخل المخيخ. تعطيل «وقف» أي من هاتين العمليتين النمائيتين يفسر كيف يؤدي الالتهاب إلى حالات مثل اضطرابات طيف التوحد والفصام.
كما هو الحال في العديد من الأمراض، من المحتمل أن تساهم كل من العوامل الوراثية والبيئية - في هذه الحالة، الالتهاب يعد عاملًا بيئيًا - في احتمال الإصابة بهذه الاضطرابات. ولهذا السبب من المهم فهم أدوار خلايا معينة داخل مناطق الدماغ - وكذلك فهم مدى تفاعلها مع الجينات للتأثير في وظائف الدماغ - وذلك للتوصل إلى علاجات لاضطرابات الدماغ، مثل اضطراب طيف التوحد والفصام، بالإضافة إلى علاجات لأمراض أخرى بما في ذلك الخرف ومرض باركنسون. أو علاجات لاضطرابات تعاطي المخدرات [18] .
”هذه الدراسة هي واحدة من أولى الدراسات التي أثبتت أن تغيرات التعبير الجيني أثناء الالتهاب قد تمهد الطريق لخلل وظيفي خلوي لاحق، مثل خفض التواصل عبر المشابك العصبية [17] أو تغيير استقلاب الطاقة [أي الطاقة الناتجة من استقلاب المواد الغذائية]“، قال عميد كلية الطب بجامعة ميرلاند UMSOM برفسور مارك جلادوين Mark Gladwin، وهو أيضًا نائب الرئيس التنفيذي للشؤون الطبية، جامعة ميزلاند في بالتيمور. ”من الأهمية بمكان أن نفهم هذه الآليات والتغيرات على المستوى الخلوي أثناء نمو / تطور الدماغ على أمل أن نتمكن يومًا ما من تطوير علاجات لاضطرابات النمو العصبي [3] “.
البيانات من هذه الدراسة - مع جميع الأوراق المنشورة الناتجة من مبادرة BRAIN - مودعة في أرشيف مستودع بيانات الجينوم المنسق - الموجود في معهد علوم الجينوم في كلية الطب بجامعة ميرلاند UMSOM. يمكن للباحثين في علم الأعصاب الدخول على بيانات الأرشيف من خلال بوابة سهلة الاستخدام لتغيير فهمهم عن طرق عمل الدماغ المركبة.
