دانشمندان توانسته‌اند بیش از ۴۰۰ نوع مختلف سلول عصبی را در شرایط آزمایشگاهی و از سلول‌های بنیادی تولید کنند که می‌تواند درمان بیماری های عصبی را دگرگون کند.
به گزارش تکناک، مغز انسان با صدها تا هزاران نوع سلول عصبی (نورون) که هرکدام وظایف و ویژگی‌های منحصر‌به‌فردی دارند، یکی از پیچیده‌ترین ساختارهای زیستی در جهان است.
هر نورون در مغز یکسان نیست. بسته به محل قرارگیری، ساختار، نوع پیام‌رسان عصبی و عملکرد، نورون‌ها به دسته‌های بسیار متنوعی تقسیم می‌شوند. برای مثال، نورون‌های قشر مخ با نورون‌های میانی مغز تفاوت دارند و برخی پیام درد را منتقل می‌کنند و برخی دیگر حرکت را تنظیم می‌نمایند.
پژوهشگران تا پیش از این، تنها موفق به تولید چند ده نوع نورون در آزمایشگاه شده بودند. اما این گروه از محققان به سرپرستی پروفسور باربارا ترویتلاین از مؤسسه ETH زوریخ، با روشی نظام‌مند توانستند بیش از ۴۰۰ نوع نورون انسانی را از سلول‌های بنیادی پرتوان القاشده (iPSC) تولید کنند.
فهرست مطالب
سلول‌های بنیادی، مهندسی ژنتیک و مورفوژن‌ها
پژوهشگران از سلول‌های بنیادی مشتق‌شده از سلول‌های خونی استفاده کردند و با مهندسی ژنتیک و اعمال مولکول‌های خاصی به نام مورفوژن، فرایند تمایز سلولی را هدایت کردند. مورفوژن‌ها، مولکول‌های پیام‌رسانی هستند که در رشد جنینی نقشی حیاتی دارند و با توجه به غلظت خود در بخش‌های مختلف جنین، تعیین می‌کنند که چه ساختاری در کجا شکل بگیرد.
در این مطالعه، ۷ نوع مورفوژن مختلف در ۲۰۰ ترکیب متفاوت مورد استفاده قرار گرفتند تا تنوع بالایی از نورون‌ها حاصل شود.
نوع نورون‌ها چگونه شناسایی شد؟
دانشمندان برای تأیید موفقیت‌آمیز بودن فرایند، RNA سلول‌ها، ظاهر خارجی و فعالیت الکتریکی نورون‌ها را بررسی کردند. سپس این اطلاعات با پایگاه‌های داده‌ای نورون‌های انسانی تطبیق داده شد و نوع هر نورون، محل آن در مغز یا سیستم عصبی محیطی و عملکرد آن (مثل درک درد یا سرما) شناسایی گردید.
کاربردها در درمان بیماری های عصبی
ترویتلاین تأکید می‌کند که هنوز با تولید همه انواع نورون‌ها در آزمایشگاه فاصله زیادی وجود دارد، اما همین دستاورد نیز جهشی بزرگ محسوب می‌شود. با این تنوع جدید، می‌توان الگوهای آزمایشگاهی بسیار دقیق‌تری برای مطالعه بیماری‌هایی مانند: آلزایمر، پارکینسون، اسکیزوفرنی، صرع، اختلالات خواب و ام‌اس توسعه داد.
این الگوها به محققان اجازه می‌دهند که تأثیر داروهای جدید را در محیط‌های آزمایشگاهی و بدون نیاز به آزمایش‌های حیوانی بررسی کنند.
گامی به سوی درمان بیماری های عصبی
محققان امیدوار هستند که در آینده نزدیک بتوانند سلول‌های عصبی آسیب‌دیده در بیماران را با سلول‌های سالم جایگزین کنند. این روش انقلابی می‌تواند راه‌حلی برای درمان بیماری‌هایی مانند پارکینسون یا آلزایمر باشد.
البته هنوز یک مشکل اساسی وجود دارد: دانشمندان در بیشتر آزمایش‌ها، ترکیبی از انواع مختلف سلول‌های عصبی تولید می‌کنند. حالا محققان در حال بهبود روش‌های آزمایشگاهی هستند تا بتوانند فقط یک نوع خاص از سلول عصبی را در هر بار تولید کنند. به نظر می‌رسد آنها راه‌هایی برای حل این مشکل پیدا کرده‌اند.
