اختراق في مجال عضيات الدماغ الكاملة من قبل علماء جونز هوبكنز

حقق بحث عضية الدماغ الكاملة قفزة كبيرة إلى الأمام، بفضل علماء جامعة جونز هوبكنز. نجح فريق بقيادة أستاذة الهندسة الطبية الحيوية آني كاثوريا في تطوير عضية دماغ كاملة متعددة المناطق، وهي نموذج مصغر مزروع في المختبر يحاكي بنية ووصلات الدماغ البشري الحقيقي. على عكس النماذج السابقة التي ركزت على مناطق دماغية منفردة، يدمج هذا الابتكار أنسجة عصبية متعددة وأوعية دموية أولية لمحاكاة وظيفة الدماغ الكاملة.

تقدم الدراسة، المنشورة في مجلة Advanced Science، أحد أكثر نماذج الدماغ البشري تطوراً حتى الآن. تتكون عضيات الدماغ الكاملة هذه من خلايا عصبية من مناطق دماغية مختلفة، مرتبطة باستخدام بروتينات ”صمغ فائق“ مهندسة بيولوجياً. مع مرور الوقت، اتصلت الأنسجة وبدأت في توليد نشاط كهربائي متزامن، يشبه الدماغ في مرحلة التطور الجنيني حوالي 40 يوماً.

تحتوي العضيات على ما بين 6 إلى 7 ملايين خلية عصبية، وتُظهر أكثر من 80% من التنوع الخلوي الموجود في الأدمغة البشرية في المراحل المبكرة. بالإضافة إلى ذلك، لاحظ الباحثون علامات مبكرة لتكوين الحاجز الدموي الدماغي، وهو طبقة حماية حيوية في الأدمغة البشرية الحقيقية.

أكدت كاثوريا على إمكانية هذا الابتكار في تحويل طريقة دراستنا للحالات العصبية والنفسية المعقدة. “إذا أردنا فهم اضطرابات مثل التوحد أو الفصام، نحتاج إلى نماذج قائمة على أساس بشري. غالباً ما تكون النماذج الحيوانية قاصرة،” كما قالت.

يمكن أن يؤدي استخدام عضيات الدماغ الكاملة كمنصات اختبار للأدوية التجريبية إلى تقليل معدلات الفشل بشكل كبير في التجارب السريرية. حالياً، تفشل 85-90% من الأدوية في التجارب المبكرة—96% للعلاجات النفسية العصبية—ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى ضعف الترجمة من النماذج الحيوانية. توفر هذه العضيات بديلاً أكثر دقة وقابلية للتوسع وأخلاقية لفهم تطور المرض وفعالية الدواء. ”حالات مثل الفصام ومرض الزهايمر تؤثر على الدماغ بأكمله“ قالت كاثوريا. ”من خلال مراقبة كيفية تكوين الأمراض وتطورها في عضية دماغ كاملة، يمكننا تحديد أهداف التدخل المبكر واختبار العلاجات بدقة أكبر بكثير“.