نموذج بحثي جديد يسمح للعلماء باختبار العلاجات للأمراض التنكسية العصبية النادرة

نموذج بحثي جديد يسمح للعلماء باختبار العلاجات للأمراض التنكسية العصبية النادرة

بفضل نموذج بحثي جديد طوره العلماء في جامعة ويسكونسن ماديسون، سيتمكن العلماء من اختبار علاجات لمجموعة من الأمراض التنكسية العصبية النادرة التي تؤثر على الرضع والأطفال الصغار لأول مرة.

الشلل النصفي التشنجي الوراثي (HSPs) هو مجموعة من الأمراض التنكسية العصبية الناجمة عن الطفرات الجينية. فهي تتسبب في زيادة قوة العضلات في الأطراف السفلية لعشرات الآلاف من الأطفال، مما يؤدي إلى ضعف في أرجلهم ويؤثر في النهاية على قدرتهم على الزحف أو المشي.

تظهر على الأطفال الذين يعانون من هذه الطفرات علامات المرض في عمر ستة أشهر. بين سن الثانية والخامسة، هؤلاء الأطفال مقيدون بالكراسي المتحركة ولسوء الحظ لن يتمكنوا أبدًا من المشي.

أنجون أوديا، أستاذ، قسم الكيمياء الحيوية الجزيئية، جامعة ويسكونسن ماديسون

يوضح أوديا أن العديد من العلماء لم يبحثوا في الشلل النصفي التشنجي لأنه لم يكن هناك نموذج جيد لدراسة أصول المرض أو اختبار العلاجات. لم تنجح نماذج الفئران السابقة لأن المسارات العصبية التي تحمل المعلومات المتعلقة بالحركة في جميع أنحاء الجسم تبدو مختلفة تمامًا عن تلك الموجودة في البشر، ولم يقم الباحثون بعد بإجراء تجارب سريرية على البشر.

عملت أوديا مع فريق متعدد التخصصات من الباحثين في جامعة ويسكونسن ماديسون لدراسة طفرة معينة تسبب مرض HSP لدى الأطفال الصغار. ثم استخدموا ما تعلموه لإنشاء نموذج أفضل -؛ في الفئران.

تؤثر الطفرة التي اختارها الباحثون على بروتين يسمى جين Trk-fused، أو TFG. تعمل بروتينات TFG الصحية في الخلايا العصبية أو الخلايا العصبية لنقل البروتينات الأخرى من جزء من الخلية إلى آخر. وظيفة الخلية العصبية هي نقل الرسائل على شكل إشارات كهربائية بين الدماغ وبقية الجسم.

تحافظ البروتينات التي تعتمد على TFG للنقل على صحة هذه المسارات العصبية وتساعد في التحكم في الإشارات الكهربائية التي يرسلها الدماغ إلى الجسم والإشارات التي يجب تثبيطها. من خلال موازنة المستويات الصحيحة من التحفيز، يمكن للخلايا العصبية التحكم في الحركات مثل تقلص عضلات الساق المشاركة في المشي.

عند الأطفال الصغار الذين لديهم طفرة في جين TFG، لا تتحرك البروتينات العصبية بكفاءة عبر خلاياهم العصبية. ووفقا لأوديا، يمكن أن يؤدي ذلك إلى خلل في التحفيز الكهربائي، مما يسمح بإرسال وفرة من الإشارات الكهربائية إلى الأطراف السفلية، مما يؤدي إلى زيادة قوة العضلات. وبمرور الوقت، تؤدي قوة العضلات المفرطة إلى فقدان المهارات الحركية.

كتاب علم الوراثة وعلم الجينوم الإلكتروني

تجميع لأهم المقابلات والمقالات والأخبار من العام الماضي.

تحميل نسخة اليوم

يقول أوديا، وهو أيضًا العميد المشارك الأول للأبحاث الأساسية والتكنولوجيا الحيوية والدراسات العليا في كلية الطب والصحة العامة بجامعة ويسكونسن: "يمكنك أن تتخيل أنك إذا قمت بفرد ساقك بقوة وصرفت كل طاقتك في شد تلك العضلة، فسيكون من الصعب حقًا تحريكها".

بحثًا عن نموذج عملي، لجأ الباحثون إلى الفئران لمساعدة هؤلاء الأطفال. استخدم الفريق تقنية تحرير الجينات CRISPR لإنشاء الطفرات التي تؤدي إلى HSP في أجنة الفئران. وقد سمح لهم ذلك بدراسة تطور المرض منذ التطور المبكر ومراقبة تطور الأعراض بعد الولادة.

لم تكن المسارات العصبية للفئران أقرب إلى تلك الموجودة لدى البشر فحسب، بل وجد الباحثون أيضًا أن الأعراض لدى الفئران تطورت بشكل مشابه لتلك الموجودة لدى الأطفال المصابين بـ HSP. لقد حدث ذلك أيضًا بسرعة كبيرة بحيث أصبح العلماء قادرين على اختبار جدوى العلاجات المحتملة بسهولة.

يقول أوديا: "كانت التمارين الرياضية هي العلاج الوحيد المتاح لهؤلاء المرضى، وهذا أمر غير مرضٍ حقًا". "أعتقد أننا حققنا قفزة كبيرة إلى الأمام من خلال وجود نموذج واحد يمكنه اختبار فرضيات مختلفة. وهذا كبير من وجهة نظري."

قد تبدو التفاصيل المعقدة للكيمياء الجزيئية الحيوية عادية بالنسبة للبعض، لكن البحث الأساسي مثل هذا يذهل أوديا. لم يفهم تمامًا التأثير المحتمل الذي يمكن أن يحدثه عمله إلا بعد حصوله على منحة من مؤسسة الشلل النصفي التشنجي التي سمحت له بالتفاعل مع مرضى HSP.

ويقول: "هؤلاء السكان لا يحصلون على الخدمات الكافية. ومن غير المرجح أن تنفق شركة الأدوية موارد كبيرة على مثل هذا العدد الصغير من السكان المتضررين. وبدلا من ذلك، ستركز على أمراض مثل مرض الزهايمر ومرض باركنسون". "لذلك شعرت أن هذا مرض يتم تجاهله بشكل عام، ولا يتم الاستثمار فيه بشكل كافٍ، وهذا مجال يمكننا أن نحدث فيه فرقًا."

وقال أوديا إنه يأمل أن يلهم هذا النموذج الجديد المزيد من العلماء لدراسة HSP لتحسين فهم كيفية تطور المرض وتحسين الوصول في نهاية المطاف إلى العلاجات التي تساعد الأطفال الذين يعيشون معه.

مصدر:

جامعة ويسكونسن ماديسون

.