بنبست هفتاد ساله در بازتولید سلولهای مغز
ساختار مغز پیچیدهترین سامانه زیستی شناختهشده در جهان است. همین پیچیدگی باعث شد تلاش برای بازتولید سلولهای آن در محیط آزمایشگاهی همواره با بنبستهای سنگینی روبهرو شود. در حالی که مهندسی ارگانهای پیوندی پیشرفتهای چشمگیری داشته، کشت سلولهای مغز پسین (Hindbrain) همواره یک معما باقی مانده بود.
ریشه این شکست در فرضیه نادرستی نهفته بود که از دهه ۱۹۵۰ میلادی بر دنیای عصبشناسی سایه انداخته بود؛ ادعایی که میگفت همه بخشهای مغز از یک سلول اولیه یگانه سرچشمه میگیرند و بر همین اساس، تلاشهای آزمایشگاهی متمرکز شده بود.
تقسیم کار ژنتیکی در جنین
پژوهشگران با بررسی مراحل اولیه تشکیل مغز در جنین موشها دریافتند دو گروه سلولی کاملاً متفاوت، وظیفه شکلدهی به بخشهای مختلف مغز را بر عهده دارند. این سلولها که در دو روز نخست پس از شروع تمایز سلولی ظاهر میشوند، به دو دسته تقسیم میشوند:
- اکتودرم عصبی قدامی (aNE):این گروه با بیان ژنOtx2، بخشهای جلو و میان مغز را میسازند.
- اکتودرم عصبی خلفی (pNE):این گروه با فعالسازی ژنGbx2، مسئول ساخت مغز پسین هستند.
این دو گروه سلولی با وجود وابستگی متقابل، هرگز با یکدیگر همپوشانی پیدا نمیکنند. بررسیها نشان میدهد ساختار کروماتین (Chromatin) در هر یک از این دو گروه بهطور کاملاً متفاوتی تنظیم شده است.
مقاومت سلولی و افقهای درمانی
یکی از یافتههای کلیدی این پژوهش، عدم انعطافپذیری این سلولهاست. آزمایشها ثابت کرد اگر دانشمندان بخواهند سلولهای pNE را به نورونهای مغز جلو تبدیل کنند یا برعکس، سلولها مقاومت کرده و تغییر نقش نمیدهند.
این کشف توضیح میدهد چرا تلاشهای پیشین برای تولید نورونهای مغز پسین از سلولهای بنیادی ناکام ماند؛ چرا که دانشمندان سعی داشتند از پیشسازهای مغز جلو برای تولید بخشهای پشتی استفاده کنند. درک این تفکیک سلولی، اکنون مسیر درمان بیماریهای سخت عصبی و عضلانی، بهویژه بیماری نورون حرکتی (Motor Neuron Disease یا MND) را روشنتر میکند.