الخلايا الجذعية العصبية

تم الحصول على أدلة تجريبية على إمكانية تجديد خلايا الجهاز العصبي المركزي في وقت أبكر بكثير من اكتشاف الخلايا الجذعية الجنينية، وذلك في دراسات أظهرت وجود خلايا في القشرة المخية الحديثة والحُصين والبصيلات الشمية في دماغ الفئران البالغة، تلتقط 3H-thymidine، أي أنها قادرة على تخليق البروتين وانقسامه. في ستينيات القرن الماضي، افتُرض أن هذه الخلايا هي أسلاف الخلايا العصبية، وأنها تشارك بشكل مباشر في عمليات التعلم والذاكرة. بعد ذلك بقليل، تم الكشف عن وجود نقاط تشابك عصبي على الخلايا العصبية المُشكّلة حديثًا، وظهرت أولى الدراسات حول استخدام الخلايا الجذعية الجنينية لغرض تحفيز التكوّن العصبي في المختبر. في نهاية القرن العشرين، أدت التجارب على التمايز الموجه للخلايا الجذعية الجنينية إلى خلايا سلفية عصبية، وخلايا عصبية دوبامينية، وخلايا عصبية سيروتونينية إلى مراجعة الأفكار الكلاسيكية حول قدرة الخلايا العصبية الثديية على التجدد. لقد أثبتت نتائج العديد من الدراسات بشكل مقنع حقيقة إعادة هيكلة الشبكات العصبية ووجود التولد العصبي طوال فترة ما بعد الولادة للكائن الثديي.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]، [ 4 ]، [ 5 ]، [ 6 ]

مصادر الخلايا الجذعية العصبية

تُعزل الخلايا الجذعية العصبية البشرية أثناء العمليات الجراحية على المنطقة تحت البطينية للبطينين الجانبيين والتلفيف المسنن للحُصين، حيث تُشكل خلاياها كرات عصبية في المزرعة، وبعد تشتتها وتكوينها - جميع أنواع الخلايا الرئيسية للجهاز العصبي المركزي، أو في وسط خاص - كرات مجهرية جديدة. في المزارع المُعلقة للأنسجة المُنفصلة المعزولة من المناطق المحيطة بالبطينات في الدماغ الجنيني، تنشأ أيضًا كرات عصبية.

تشمل علامات خلايا الدماغ غير الناضجة: نِستين، وبيتا توبيولين III (علامة سلالة الخلايا العصبية)، وفيمنتين، وGFAP، وNCAM، والتي تُحدد مناعيًا باستخدام الأجسام المضادة وحيدة النسيلة. يُعبَّر عن نِستين (بروتين الخيوط العصبية الوسيطة من النوع الرابع) بواسطة خلايا الأديم الظاهر العصبي متعددة القدرات. يُستخدم هذا البروتين لتحديد وعزل الخلايا السلفية الظهارية العصبية متعددة القدرات من الجهاز العصبي المركزي باستخدام الأجسام المضادة وحيدة النسيلة Rat-401، التي يمكنها اكتشاف ما يصل إلى 95% من خلايا الأنبوب العصبي في أجنة الفئران في اليوم الحادي عشر من الحمل. لا يُعبَّر عن نِستين في الخلايا الجذعية العصبية المتمايزة، ولكنه موجود في الخلايا السلفية العصبية المبكرة، والخلايا العصبية ما بعد الانقسام الفتيلي، والأرومات العصبية المبكرة. استُخدم هذا العلامة لتحديد الخلايا السلفية الظهارية العصبية ولإثبات وجود الخلايا الجذعية في الجهاز العصبي المركزي. يُعبَّر عن الفيمنتين (بروتين الخيط العصبي الوسيط من النوع الثالث) بواسطة الخلايا السلفية العصبية والدبقية، بالإضافة إلى العصبونات والأرومات الليفية وخلايا العضلات الملساء. لذلك، يفتقر كلا الواسمين المناعيين الكيميائيين إلى الدقة اللازمة لتحديد الخلايا الجذعية العصبية والخلايا السلفية بشكل منفصل. يُحدد بيتا-توبولين الثالث الاتجاه العصبي لتمايز الخلايا الجذعية، بينما تُحدَّد الخلايا النجمية من النوع الأول من خلال التعبير عن GFAP، وتُعبِّر الخلايا قليلة التغصن بشكل خاص عن الغالاكتوسيريبروسيد (Ga!C).

يعمل كلٌّ من FGF2 وEGF كمولدات للانقسام الخلوي للخلايا السلفية العصبية، مما يدعم تكاثر الخلايا السلفية غير المتمايزة في المزرعة مع تكوين الكرات العصبية. يزداد معدل انقسام الخلايا الجذعية العصبية بشكل ملحوظ تحت تأثير FGF2، وكذلك مع استخدام مزيج منهما. تتوسط مستقبلات FGF2-R1 التأثيرات التكاثرية لـ FGF2. يزيد الهيبارين من ألفة ارتباط مستقبلات FGF2 ويعزز بشكل كبير تأثيره الانقسامي على الخلايا الظهارية العصبية. في المراحل المبكرة من التخلق الجنيني، يتم التعبير عن مستقبلات FGF2 في الدماغ الأمامي للجرذان، بينما يقتصر موقعها في المراحل اللاحقة على المنطقة البطينية. تُلاحظ ذروة التعبير عن FGF2-R1 بواسطة الخلايا ما بعد الانقسام الخلوي عند اكتمال فترة التخلق العصبي المبكرة. تتميز الفترة الأولية من تطور الدماغ الأمامي بانخفاض مستوى التعبير عن مستقبلات EGF، وخاصةً في خلايا المنطقة البطنية. في المراحل المتأخرة من التخلق الجنيني، يزداد التعبير عن مستقبل عامل نمو البشرة (EGF-R) في الاتجاه الظهري. في دماغ القوارض، يمتلك عامل نمو البشرة (EGF) ألفة عالية لمستقبل عامل النمو المحول بيتا (TGF-beta-R)، الذي يرتبط به بشكل تفضيلي. تُقدم بيانات عن خلل تكوين القشرة الدماغية في الدماغ الأمامي الذي يحدث في الفترة المتأخرة من التخلق الجنيني وتكوين الجنين بعد الولادة، وانخفاض وظيفة الدماغ الأمامي، وموت الخلايا القشرية، وانتباذ الحُصين في الفئران التي خضعت لتعديل جين مستقبل عامل نمو البشرة (EGF). بالإضافة إلى ذلك، يُعد وجود TGF-a في الوسط الغذائي ضروريًا للغاية لتكوين الكرات العصبية. بعد إزالة عوامل النمو من الوسط المُكيّف، تتوقف الخلايا عن الانقسام وتخضع للتمايز التلقائي مع تكوين الخلايا العصبية والخلايا النجمية والأرومات قليلة التغصن.

مع مراعاة ذلك، تُجرى إعادة تجميع الخلايا الجذعية المنفصلة وزراعة الكريات العصبية في أوساط مغذية تحتوي على عامل نمو البشرة (EGF) وعامل نمو الخلايا الليفية الأساسي (FGF2)، ولكن دون إضافة مصل. وقد ثبت أن عامل نمو البشرة (EGF) يحفز تكاثر الخلايا الجذعية في المنطقة تحت البطانة العصبية للبطينات الجانبية، بينما يعزز عامل نمو الخلايا الليفية الأساسي تكاثر الخلايا الجذعية في المخطط، والحُصين، والقشرة المخية الحديثة، والعصب البصري للدماغ الناضج. يُعدّ الجمع بين عامل نمو البشرة (EGF) وعامل نمو الخلايا الليفية الأساسي ضروريًا للغاية للتكاثر النشط للخلايا الجذعية المعزولة من البطانة العصبية للبطينين الثالث والرابع من الدماغ الأمامي، وكذلك من القناة الشوكية للحبل الشوكي الصدري والقطني.

بعد الانفصال، يُزرع تعليق الخلايا الجذعية العصبية في أطباق بلاستيكية أو أطباق متعددة الآبار بدون ركيزة لاصقة لزيادة حجم الكرات العصبية الجديدة المتكونة، ويستغرق ذلك عادةً حوالي ثلاثة أسابيع. تتيح طريقة التشتت المتعدد وإعادة إنتاج الكرات العصبية الحصول على عدد كافٍ من الخلايا الجذعية متعددة القدرات الخطية للزراعة داخل الدماغ. ويشكل هذا المبدأ أيضًا أساس إنشاء بنك للخلايا الجذعية المعزولة من دماغ الجنين البشري. يتيح استنساخها طويل الأمد (على مدى عدة سنوات) الحصول على سلالات مستقرة من الخلايا الجذعية العصبية، والتي تتكون منها الخلايا العصبية الكاتيكولامينية أثناء التمايز المُستحث.

إذا لم تُوزّع الكريات العصبية وتُنمى على ركائز لاصقة في بيئات تفتقر إلى عوامل النمو، تبدأ الخلايا الجذعية المتكاثرة بالتمايز تلقائيًا لتكوين خلايا سليفة عصبية ودبقية تُعبّر عن علامات جميع أنواع الخلايا العصبية: MAP2، وTau-1، وNSE، وNeuN، وبيتا توبيولين III (الخلايا العصبية)، وGFAP (الخلايا النجمية)، وCalC,04 (الخلايا قليلة التغصن). على عكس خلايا الفئران والجرذان، تُشكّل الخلايا العصبية أكثر من 40% من جميع الخلايا المتمايزة في مزارع الخلايا الجذعية العصبية البشرية (من 1% إلى 5% في القوارض)، ولكن يتكوّن عدد أقل بكثير من الخلايا قليلة التغصن، وهو أمر بالغ الأهمية من وجهة نظر العلاج الخلوي لأمراض إزالة الميالين. تُحلّ المشكلة بإضافة وسط زراعة B104، الذي يُحفّز تكوين الخلايا المُنتجة للميالين.

عند زراعة الخلايا السلفية العصبية من دماغ أجنة بشرية في وسط يحتوي على عامل نمو البشرة (EGF) وعامل نمو الخلايا الليفية القاعدية (FGF) وعامل نمو الليف العصبي (LIF)، يزداد عدد الخلايا السلفية العصبية عشرة ملايين ضعف. تحتفظ الخلايا المتوسعة في المختبر بالقدرة على الهجرة والتمايز إلى عناصر عصبية ودبقية بعد زرعها في دماغ فئران بالغة. ومع ذلك، في الجسم الحي، يكون عدد انقسامات الخلايا السلفية متعددة القدرات محدودًا. وقد لوحظ مرارًا أن حد هايفليك للخلايا الجذعية العصبية "البالغة" (حوالي 50 انقسامًا) لا يزال بعيد المنال حتى في التجارب - فالخلايا على شكل كرات عصبية تحتفظ بخصائصها لمدة 7 أشهر فقط وبعد 8 عمليات مرور فقط. ويُعتقد أن هذا يرجع إلى خصائص طرق انتشارها أثناء المرور (التربسين أو التأثير الميكانيكي)، مما يقلل بشكل حاد من النشاط التكاثري للخلايا بسبب اختلال التلامس بين الخلايا. في الواقع، إذا استُخدمت طريقة تقسيم الكرات العصبية إلى أربعة أجزاء بدلاً من التشتت، فإن قابلية الخلايا للبقاء أثناء عملية الانتقال تزداد بشكل ملحوظ. تتيح هذه الطريقة زراعة الخلايا الجذعية العصبية البشرية لمدة 300 يوم. ومع ذلك، بعد هذه الفترة، تفقد الخلايا نشاطها الانقسامي وتتعرض للتنكس أو تدخل مرحلة التمايز التلقائي مع تكوين الخلايا العصبية والخلايا النجمية. بناءً على ذلك، يعتقد المؤلف أن 30 انقسامًا هو الحد الأقصى لعدد الانقسامات للخلايا الجذعية العصبية المزروعة.

عند زراعة الخلايا الجذعية العصبية البشرية في المختبر، تتكون خلايا عصبية GABAergic بشكل رئيسي. في غياب ظروف خاصة، لا تُنتج الخلايا السلفية العصبية خلايا عصبية دوبامينية (ضرورية للعلاج الخلوي لمرض باركنسون) إلا في المراحل الأولى، وبعدها تتكون جميع الخلايا العصبية في المزرعة حصريًا من خلايا GABAergic. في القوارض، يُحفز IL-1 وIL-11، بالإضافة إلى أجزاء من أغشية الخلايا العصبية، LIF وGDNF، تكوين الخلايا العصبية الدوبامينية في المختبر. ومع ذلك، فقد ثبت عدم نجاح هذه الطريقة المنهجية لدى البشر. ومع ذلك، عند زراعة الخلايا العصبية GABAergic داخل المخ في الجسم الحي، وتحت تأثير العوامل البيئية الدقيقة، تنشأ خلايا عصبية ذات أنماط وسيطة مختلفة.

أظهر البحث عن توليفات من عوامل التغذية العصبية أن FGF2 وIL-1 يحفزان تكوين الخلايا العصبية الدوبامينية، والتي، مع ذلك، غير قادرة على إنتاج الخلايا العصبية الدوبامينية. يحدث تمايز الخلايا الجذعية الحصينية إلى خلايا عصبية مثبطة للغلوتامات وGABA-ergic تحت تأثير العوامل العصبية، ويحفز EGF وIGF1 تكوين الخلايا العصبية الغلوتاماتية وGABA-ergic من الخلايا السلفية العصبية للأجنة البشرية. تزيد الإضافة المتتالية لحمض الريتينويك والنيوروتروفين 3 (NT3) إلى المزرعة بشكل ملحوظ من تمايز الخلايا الجذعية الحصينية الناضجة إلى خلايا عصبية ذات طبيعة وسيطة مختلفة، بينما يمكن لمزيج من عامل التغذية العصبية المشتق من الدماغ (BNDF) وNT3 وGDNF إنتاج خلايا عصبية هرمية في مزارع الحصين والقشرة المخية الحديثة.

وهكذا، تشير نتائج دراسات عديدة إلى أن الخلايا الجذعية من بنى دماغية مختلفة، تحت تأثير عوامل نسيجية محلية محددة، قادرة على التمايز داخل الجسم الحي إلى أنماط عصبية متأصلة في هذه البنى. ثانيًا، يُمكّن التمايز المُستحث المُستهدف للخلايا الجذعية العصبية في المختبر باستخدام استنساخ الخلايا السلفية من الحصول على خلايا عصبية ودبقية ذات خصائص ظاهرية محددة لزراعتها داخل المخ في حالات مختلفة من أمراض الدماغ.

لا شك في أن الخلايا الجذعية متعددة القدرات المعزولة من الأجنة أو الجهاز العصبي المركزي للبالغين يمكن اعتبارها مصدرًا لخلايا عصبية جديدة، وتُستخدم في العيادات لعلاج أمراض الأعصاب. ومع ذلك، فإن العائق الرئيسي أمام تطوير زراعة الخلايا العصبية الخلوية العملية هو أن معظم الخلايا الجذعية العصبية لا تتمايز إلى خلايا عصبية بعد زرعها في المناطق غير العصبية في الجهاز العصبي المركزي الناضج. ولتجاوز هذه العقبة، تُقترح طريقة مبتكرة وفريدة للغاية تتيح الحصول في المختبر على مجموعة نقية من الخلايا العصبية من الخلايا الجذعية العصبية الجنينية البشرية بعد زرعها في الجهاز العصبي المركزي لفأر بالغ. ويُثبت الباحثون أن تمايز الخلايا المزروعة بهذه الطريقة يؤدي إلى تكوين خلايا عصبية من النمط الظاهري الكوليني، والذي يعود إلى تأثير عوامل البيئة المحيطة. تُعدّ التقنية المقترحة ذات أهمية من حيث تطوير أنواع جديدة من العلاج القائم على الخلايا الجذعية، واستبدال الخلايا العصبية التالفة نتيجة إصابة أو مرض عصبي تنكسي، نظرًا لدور الخلايا العصبية الكولينية الرائد في تطوير وظائف الحركة والذاكرة والتعلم. وعلى وجه الخصوص، يُمكن استخدام الخلايا العصبية الكولينية المعزولة من الخلايا الجذعية البشرية لاستبدال الخلايا العصبية الحركية المفقودة في التصلب الجانبي الضموري أو إصابات الحبل الشوكي. لا تتوفر حاليًا معلومات عن طرق إنتاج عدد كبير من الخلايا العصبية الكولينية من مجموعة من الخلايا الجذعية المُشكّلة مسبقًا بواسطة الميتوجين. يقترح الباحثون طريقة بسيطة نسبيًا ولكنها فعالة لتحفيز الخلايا الجذعية العصبية الجنينية البشرية الأولية المُشكّلة مسبقًا بواسطة الميتوجين لتتطور إلى خلايا عصبية نقية تقريبًا بعد زراعتها في كل من المناطق العصبية وغير العصبية في الجهاز العصبي المركزي لفأر بالغ. وتتمثل أهم نتيجة لعملهم في تحويل عدد كبير من الخلايا المزروعة إلى خلايا عصبية كولينية عند زراعتها في الغشاء الأوسط والحبل الشوكي.

بالإضافة إلى ذلك، ولتكوين الخلايا الجذعية العصبية من قشرة الدماغ الجنينية البشرية في الأسبوع الثامن إلى خلايا عصبية كولينية في المختبر، يُقترح استخدام توليفات متنوعة من العوامل الغذائية والعناصر الكيميائية التالية: عامل نمو الخلايا الليفية الأساسي المُعاد تركيبه، وعامل نمو البشرة، وعامل الليمفوما، وببتيد الصوت الطرفي الأميني للفأر (Shh-N)، وحمض الريتينويك، وعامل نمو الأعصاب، وعامل التغذية العصبية المشتق من الدماغ (BDNF)، وNT3، وNT4، واللامينين الطبيعي، وهيبارين الفأر. حُفظت السلالة الأصلية من الخلايا الجذعية العصبية البشرية (K048) في المختبر لمدة عامين، وصمدت أمام 85 عملية تكاثرية دون أي تغيرات في خصائصها التكاثرية والتمايزية، مع الحفاظ على نمط نووي ثنائي الصبغيات طبيعي. وُضعت الكرات العصبية غير المشتتة للمسارات من 19 إلى 55 (الأسابيع 38 إلى 52) على بولي-دي-ليسين ولامينين، ثم عولجت بالعوامل المذكورة أعلاه بتركيزات وتركيبات وتسلسلات مختلفة. أعطى مزيج FGF الأساسي والهيبارين واللامينين (المختصر باسم FHL) تأثيرًا فريدًا. بعد يوم واحد من زراعة الخلايا الجذعية العصبية الجنينية في وسط FHL مع أو بدون Shh-N (مزيج Shh-N + FHL في الاختصار SFHL)، لوحظ تكاثر سريع للخلايا المستوية الكبيرة. على العكس من ذلك، أدت جميع بروتوكولات اليوم الواحد الأخرى (مثل FGF الأساسي + اللامينين) إلى انتشار شعاعي محدود للخلايا المغزلية الشكل، ولم تترك هذه الخلايا نواة الكرات العصبية. بعد 6 أيام من التنشيط و10 أيام لاحقة من التمايز في وسط يحتوي على B27، تم الكشف عن خلايا كبيرة متعددة الأقطاب تشبه الخلايا العصبية على حافة الكرات المنشطة بـ FHL. في مجموعات البروتوكول الأخرى، ظلت معظم الخلايا الشبيهة بالخلايا العصبية صغيرة وثنائية القطب أو أحادية القطب. أظهر التحليل الكيميائي المناعي أن الخلايا الصغيرة (<20 ميكرومتر) ثنائية القطب أو أحادية القطب إما أن تكون GABAergic أو glutamergic، بينما كانت معظم الخلايا الكبيرة متعددة الأقطاب الموضعية على حافة الكرات العصبية المنشَّطة بـ FHL كولينية، معبرة عن علامات مميزة للخلايا العصبية الكولينية (Islet-1 وChAT). عبّرت بعض هذه الخلايا في الوقت نفسه عن السينابسين 1. ونتيجة لخمس سلاسل من التجارب المستقلة، وجد الباحثون أن إجمالي عدد الخلايا في المناطق أحادية الطبقة قد تمايز إلى خلايا TuJ1+ بنسبة 45.5%، بينما شكلت الخلايا العصبية الكولينية (ChAT^) 27.8% فقط من خلايا المجموعة نفسها. بعد 10 أيام من التمايز الإضافي في المختبر، وُجد، بالإضافة إلى الخلايا العصبية الكولينية، عدد كبير من الخلايا العصبية الصغيرة في الكرات العصبية المُنشَّطة بـ FHL - خلايا غلوتاماتية (6.3%)، وخلايا GABA-ergic (11.3%)، بالإضافة إلى الخلايا النجمية (35.2%) والخلايا الموجبة للنيستين (18.9%). عند استخدام توليفات أخرى من عوامل النمو، غابت الخلايا العصبية الكولينية، وشكَّلت الخلايا الهامشية للكرات العصبية إما خلايا نجمية أو خلايا عصبية صغيرة غلوتاماتية وGABA-ergic. أظهرت مراقبة الجهد الاحتياطي والجهد النشط باستخدام تقنية المشبك الرقعي للخلية الكاملة أنه بعد سبعة أيام من تنشيط FHL، كان لدى معظم الخلايا متعددة الأقطاب الكبيرة جهد راحة قدره -29.0±2.0 ملي فولت في غياب جهد الفعل. بعد أسبوعين، ارتفع جهد الراحة إلى -63.6±3.0 مللي فولت، وتم ملاحظة إمكانات الفعل في لحظة تحريض التيارات المستقطبة وتم حظرها بواسطة 1 مول من التيترودوتوكسين، مما يشير إلى النشاط الوظيفي للخلايا العصبية غير الناضجة الكولينية.

أثبت الباحثون أيضًا أن تنشيط FHL أو SFHL في المختبر بحد ذاته لا يؤدي إلى تكوين خلايا عصبية ناضجة، وحاولوا تحديد ما إذا كانت الخلايا الجذعية المُشكّلة بـ FHL أو SFHL قادرة على التمايز إلى خلايا عصبية كولينية عند زرعها في الجهاز العصبي المركزي للفئران الناضجة. ولهذا الغرض، حُقنت الخلايا المُنشّطة في المنطقة العصبية (الحُصين) وفي عدة مناطق غير عصبية، بما في ذلك القشرة الجبهية الأمامية، والغشاء الأوسط، والحبل الشوكي للفئران البالغة. تم تتبع الخلايا المزروعة باستخدام ناقل CAO-^^p. من المعروف أن OCP يُوسم كلاً من البنية الدقيقة الخلوية والعمليات الخلوية (المستوى الجزيئي) دون تسرب، ويمكن تصوره مباشرةً. بالإضافة إلى ذلك، تحافظ الخلايا الجذعية العصبية المُوسومة بـ OCP على نمط تمايز عصبي ودبقي مماثل لنمط الخلايا الجذعية غير المُحوّلة في الدماغ الجنيني.

بعد مرور أسبوع إلى أسبوعين على زرع 5 × 10 ⁴ خلايا جذعية عصبية مُنشَّطة ومُعَلَّمة، وُجِدت في النخاع الشوكي أو دماغ الفئران، مع وجود خلايا OCD+ بالقرب من موقع الحقن بشكل رئيسي. لوحظت عمليات الهجرة والتكامل في وقت مبكر يصل إلى شهر واحد بعد الزرع. تباينت حدود الهجرة اعتمادًا على موقع الحقن: عند الحقن في القشرة الجبهية الأمامية، كانت خلايا OCD+ موجودة على بعد 0.4-2 مم من موقع الحقن، بينما في حالة الزرع في الغشاء الأوسط أو الحُصين أو النخاع الشوكي، هاجرت الخلايا لمسافات أطول بكثير - تصل إلى 1-2 سم. تم توطين الخلايا المزروعة في هياكل الجهاز العصبي المركزي عالية التنظيم، بما في ذلك القشرة الجبهية والغشاء الأوسط والحُصين والنخاع الشوكي. كانت العناصر العصبية المُعَلَّمة بـ OCD مرئية في وقت مبكر من الأسبوع الأول بعد الزرع، مع زيادة عددها بشكل ملحوظ بعد شهر واحد من العملية. أظهر التحليل المجسم معدل بقاء أعلى للخلايا المزروعة في هياكل مختلفة من الدماغ، مقارنةً بالحبل الشوكي.

من المعروف أنه في معظم أنسجة الثدييات البالغة، تُحفظ مجموعة من الخلايا الجذعية الإقليمية، والتي يُنظم تحولها إلى خلايا ناضجة عوامل نسيجية محددة. يتجلى تكاثر الخلايا الجذعية، وتمايز الخلايا السلفية، وتكوين الأنماط الظاهرية العصبية الخاصة ببنية دماغية معينة في الجسم الحي بدرجة أكبر بكثير في الدماغ الجنيني، والذي يُحدده وجود تركيزات عالية من العوامل المورفولوجية للبيئة المحلية - وهي عوامل التغذية العصبية BDNF، وNGF، وNT3، وNT4/5، وعوامل النمو FGF2، وTGF-a، وIGF1، وGNDF، وPDGF.

أين توجد الخلايا الجذعية العصبية؟

ثبت أن الخلايا الجذعية العصبية تُعبّر عن بروتين ليفي حمضي دبقي، وهو بروتين موجود فقط في الخلايا الناضجة من السلالة العصبية في الخلايا النجمية. لذلك، قد تكون الخلايا النجمية هي الاحتياطي الجذعي في الجهاز العصبي المركزي الناضج. في الواقع، تم تحديد الخلايا العصبية الناشئة من الخلايا السلفية الإيجابية لـ GFAP في البصيلات الشمية والتلفيف المسنن، مما يتناقض مع الأفكار التقليدية حول دور الخلايا الدبقية الشعاعية السلفية، والتي لا تُعبّر عن GFAP في التلفيف المسنن في مرحلة البلوغ. من المحتمل وجود مجموعتين من الخلايا الجذعية في الجهاز العصبي المركزي.

لا يزال تحديد موقع الخلايا الجذعية في المنطقة تحت البطينية غير واضح. ووفقًا لبعض الباحثين، تُشكل الخلايا البطانية العصبية في المزرعة نسائل كروية ليست كرات عصبية حقيقية (مثل نسائل الخلايا تحت البطانية العصبية)، لأنها قادرة على التمايز إلى خلايا نجمية فقط. من ناحية أخرى، بعد وضع العلامات الفلورية أو الفيروسية على خلايا البطانية العصبية، يُكتشف الواسم في خلايا الطبقة تحت البطانية العصبية والبصيلات الشمية. تُشكل هذه الخلايا المُوسومة في المختبر كرات عصبية وتتمايز إلى خلايا عصبية وخلايا نجمية وخلايا قليلة التغصن. بالإضافة إلى ذلك، فقد ثبت أن حوالي 5% من خلايا البطانية العصبية تُعبر عن علامات جذعية - نستين، ونوتش-1، وموساشي-1. يُفترض أن آلية الانقسام غير المتماثل ترتبط بالتوزيع غير المتساوي لمستقبل الغشاء Notch-1، ونتيجة لذلك يبقى الأخير على غشاء الخلية الابنة الموضعية في منطقة البطانة العصبية، بينما تُحرم الخلية الأم المهاجرة إلى طبقة البطانة العصبية من هذا المستقبل. من وجهة النظر هذه، يمكن اعتبار منطقة البطانة العصبية جامعًا للخلايا السلفية السلفية للخلايا العصبية والدبقية المتكونة من الخلايا الجذعية للطبقة البطانة العصبية. ووفقًا لمؤلفين آخرين، تتشكل الخلايا الدبقية فقط في الأجزاء الذنبية من منطقة تحت البطين، ومصدر التولد العصبي هو خلايا الجزء الأمامي الجانبي. في المتغير الثالث، يُعطى الجزءان الأمامي والخلفي من منطقة تحت البطين للبطينين الجانبيين إمكانات عصبية متكافئة.

يبدو أن الشكل الرابع لتنظيم احتياطي الجذع في الجهاز العصبي المركزي هو الأفضل، حيث يتم تمييز ثلاثة أنواع رئيسية من الخلايا السلفية العصبية في المنطقة تحت البطينية - A وB وC. تُعبر الخلايا A عن علامات عصبية مبكرة (PSA-NCAM، TuJl) وتحيط بها الخلايا B، والتي يتم تحديدها كخلايا نجمية من خلال التعبير عن المستضدات. تتميز الخلايا C، التي لا تمتلك خصائص مستضدية للخلايا العصبية أو الخلايا الدبقية، بنشاط تكاثري مرتفع. وقد أثبت المؤلف بشكل مقنع أن الخلايا B هي أسلاف الخلايا A والخلايا العصبية الجديدة للبصيلات الشمية. أثناء الهجرة، تُحاط الخلايا A بخيوط من الخلايا السلفية العصبية، والتي تختلف اختلافًا كبيرًا عن آلية هجرة الخلايا العصبية الأولية بعد الانقسام الفتيلي على طول الخلايا الدبقية الشعاعية في الدماغ الجنيني. تنتهي الهجرة في البصيلات الشمية بالانقسام الانقسامي للخلايا A و B، حيث يتم دمج مشتقاتها في طبقات الخلايا الحبيبية وفي الطبقة الكبيبية للمنطقة الشمية في الدماغ.

يفتقر الدماغ الجنيني النامي إلى خلايا بطانة عصبية متمايزة، وتحتوي جدران البطينين على خلايا جذعية متكاثرة من المناطق الجرثومية البطينية وتحت البطينية، حيث تهاجر الخلايا العصبية الأولية والخلايا الدبقية. بناءً على ذلك، يعتقد بعض الباحثين أن المنطقة تحت البطانة العصبية في الدماغ الناضج تحتوي على نسيج عصبي جرثومي جنيني مُختزل يتكون من الخلايا النجمية والخلايا العصبية البدائية وخلايا مجهولة الهوية. تُشكل الخلايا الجذعية العصبية الحقيقية أقل من 1% من الخلايا في المنطقة الجرثومية لجدار البطين الجانبي. ولهذا السبب جزئيًا، وكذلك فيما يتعلق بالبيانات التي تُشير إلى أن الخلايا النجمية في المنطقة تحت البطانة العصبية هي أسلاف الخلايا الجذعية العصبية، لا يُستبعد احتمال التمايز المتبادل لعناصر الخلايا الدبقية النجمية مع اكتساب الخصائص الظاهرية العصبية.

إن العائق الرئيسي أمام إيجاد حل نهائي لمشكلة توطين الخلايا الجذعية العصبية في الجسم الحي هو عدم وجود علامات محددة لهذه الخلايا. ومع ذلك، فمن المثير للاهتمام للغاية من الناحية العملية التقارير التي تفيد بعزل الخلايا الجذعية العصبية من مناطق الجهاز العصبي المركزي التي لا تحتوي على مناطق تحت البطانة العصبية - البطينان الثالث والرابع من الدماغ الأمامي، والقناة الشوكية في المنطقتين الصدرية والقطنية من النخاع الشوكي. ومن الأمور ذات الأهمية الخاصة أن إصابة النخاع الشوكي تزيد من تكاثر الخلايا الجذعية البطانة العصبية للقناة المركزية مع تكوين خلايا سلفية تهاجر وتتمايز إلى خلايا نجمية في ندبة الأديم المتوسط الدبقي. بالإضافة إلى ذلك، عُثر أيضًا على خلايا سليفة من الخلايا النجمية والخلايا قليلة التغصن في النخاع الشوكي السليم للفئران البالغة.

وهكذا، تُثبت بيانات الأدبيات بشكلٍ مُقنع وجود احتياطي جذعي إقليمي في الجهاز العصبي المركزي للثدييات البالغة، بما فيها البشر، والذي تقتصر قدرته التجديدية والبلاستيكية، للأسف، على توفير عمليات التجديد الفسيولوجي فقط مع تكوين شبكات عصبية جديدة، ولكنه لا يُلبي احتياجات التجديد الإصلاحي. وهذا يُثير مهمة البحث عن فرص لزيادة موارد الجذع في الجهاز العصبي المركزي بوسائل خارجية، وهو أمرٌ لا يُمكن حله دون فهم واضح لآليات تكوين الجهاز العصبي المركزي في الفترة الجنينية.

نعلم اليوم أنه خلال التطور الجنيني، تُشكّل الخلايا الجذعية الأنبوبية العصبية مصدرًا لثلاثة أنواع من الخلايا: العصبونات، والخلايا النجمية، والخلايا قليلة التغصن، أي أن العصبونات والدبقيات العصبية تنشأ من خلية سلفية واحدة. يبدأ تمايز الأديم الظاهر إلى مجموعات من الخلايا السلفية العصبية بتأثير نواتج الجينات العصبية الأولية من عائلة bHLH، ويُعيقه التعبير عن مشتقات بروتينات مستقبلات الغشاء من جينات عائلة Notch، مما يحد من تحديد الخلايا السلفية العصبية وتمايزها المبكر. بدورها، تُمثّل ربيطات مستقبلات Notch بروتينات دلتا عبر الغشاء للخلايا المجاورة، نظرًا لوجودها في المجال خارج الخلوي الذي تُجرى فيه اتصالات مباشرة بين الخلايا مع التفاعل الاستقرائي بين الخلايا الجذعية.

إن مواصلة تطبيق برنامج التكوّن العصبي الجنيني لا يقل تعقيدًا، ويبدو أنه ينبغي أن يكون خاصًا بنوع معين. ومع ذلك، تشير نتائج دراسات زراعة الخلايا العصبية إلى أن الخلايا الجذعية تتميز بمحافظة تطورية واضحة، مما يسمح للخلايا الجذعية العصبية البشرية بالهجرة والتطور عند زرعها في دماغ الجرذان.

من المعروف أن الجهاز العصبي المركزي للثدييات يتمتع بقدرة منخفضة للغاية على التجديد الترميمي، والذي يتميز بغياب أي علامات على ظهور عناصر خلوية جديدة في الدماغ الناضج لتحل محل الخلايا العصبية التي ماتت نتيجة للإصابة. ومع ذلك، في حالة زراعة الخلايا العصبية، لا تقتصر هذه الأخيرة على التطعيم والتكاثر والتمايز فحسب، بل إنها قادرة أيضًا على الاندماج في هياكل الدماغ واستبدال الخلايا العصبية المفقودة وظيفيًا. عند زراعة الخلايا السلفية العصبية الملتزمة، كان التأثير العلاجي أضعف بشكل ملحوظ. وقد ثبت أن هذه الخلايا لديها قدرة منخفضة على الهجرة. بالإضافة إلى ذلك، لا تُعيد الخلايا السلفية العصبية إنتاج بنية الشبكات العصبية ولا تندمج وظيفيًا في دماغ المتلقي. في هذا الصدد، تُدرس بنشاط قضايا التجديد الترميمي البلاستيكي أثناء زراعة الخلايا الجذعية العصبية متعددة القدرات غير المُشكَّلة.

في دراسة أجراها م. ألكساندروفا وآخرون (2001)، في النسخة الأولى من التجارب، كانت الفئران المتلقية إناثًا ناضجة جنسيًا، والمتبرعون أجنة عمرها 15 يومًا. أُزيل جزء من القشرة القذالية للدماغ من الفئران المتلقية، وزُرعت أنسجة معلقة ميكانيكيًا من القشرة الجنينية المفترضة التي تحتوي على خلايا جذعية متعددة القدرات من منطقتي البطين وتحت البطين في التجويف. في النسخة الثانية من التجارب، زُرعت خلايا جذعية عصبية من جنين بشري عمره 9 أسابيع في دماغ فئران ناضجة جنسيًا. عزل الباحثون قطعًا من الأنسجة من المنطقة المحيطة بالبطين في الدماغ الجنيني، ووضعوها في وسط مغذي F-12، وحصلوا على معلق خلوي عن طريق السحب المتكرر، ثم زرعوها في وسط NPBM خاص مع إضافة عوامل النمو - FGF وEGF وNGF. زُرعت الخلايا في مزرعة مُعلَّقة حتى تكوَّنت الكرات العصبية، التي نُشِرَت وزُرعت مرة أخرى في المزرعة. بعد 4 دورات بفترة زراعة إجمالية تتراوح بين 12 و16 يومًا، استُخدمت الخلايا للزرع. كانت الخلايا المُستقبِلة صغار فئران عمرها عشرة أيام وفئران ويستار ناضجة جنسيًا عمرها شهرين، حيث حُقِنَت بـ 4 ميكرولترات من مُعلَّق الخلايا الجذعية العصبية البشرية في البطين الجانبي للدماغ دون تثبيط مناعي. أظهرت نتائج العمل أن الخلايا المُنفصلة من المنطقة البطينية وتحت البطينية للنسيج الجنيني لقشرة دماغ الفئران استمرت في نموها أثناء عملية الزرع الخيفي في الدماغ الناضج، أي أن عوامل البيئة الدقيقة لدماغ المتلقي المُتمايز لم تمنع نمو وتمايز الخلايا الجذعية العصبية للجنين. في المراحل المبكرة بعد الزرع، واصلت الخلايا متعددة القدرات انقسامها الانقسامي وهاجرت بنشاط من منطقة الزرع إلى نسيج دماغ المتلقي. وُجدت خلايا جنينية مزروعة ذات قدرة هجرة هائلة في جميع طبقات قشرة دماغ المتلقي تقريبًا على طول مسار الزرع وفي المادة البيضاء. وكان طول مسار هجرة الخلايا العصبية أقصر بكثير (حتى 680 ميكرومتر) من طول مسار هجرة الخلايا الدبقية (حتى 3 مم). ومثلت الأوعية الدموية والهياكل الليفية للدماغ نواقل هيكلية لهجرة الخلايا النجمية، وهو ما لوحظ أيضًا في دراسات أخرى.

كان يُعتقد سابقًا أن تراكم الخلايا النجمية المُوسومة في منطقة تلف قشرة دماغ المتلقي قد يرتبط بتكوين حاجز دبقي بين أنسجة المتبرع والمتلقي. ومع ذلك، أظهرت دراسة لبنية الخلايا المزروعة في أماكن مُتراصة أن بنيتها الخلوية تتميز بالفوضى، دون أي توزيع طبقي للخلايا المزروعة. يقترب تنظيم الخلايا العصبية المزروعة من تنظيم خلايا قشرة الدماغ الطبيعية فقط في حالة عدم وجود حاجز دبقي بين أنسجة المتبرع والمتلقي. بخلاف ذلك، كان تنظيم الخلايا المزروعة غير نمطي، وكانت الخلايا العصبية نفسها عرضة للتضخم. باستخدام التصنيف الكيميائي المناعي العصبي للخلايا المزروعة، عُثر على خلايا عصبية مثبطة لـ GABA-ergic في الخلايا المزروعة، وتم الكشف عن التعبير عن بروتينات PARV وCALB وNPY. وبالتالي، يحتفظ الدماغ الناضج بعوامل بيئية دقيقة قادرة على دعم تكاثر الخلايا العصبية متعددة القدرات وهجرتها وتمايزها النوعي.

في زراعة الخلايا الجذعية البشرية المعزولة من المنطقة المحيطة بالبطينات الدماغية لأجنة عمرها 9 أسابيع، وجد م. ألكساندروفا وآخرون (2001) عددًا كبيرًا من الخلايا متعددة القدرات إيجابية النستين في الممر الرابع، بعضها قد خضع بالفعل للتمايز في المختبر وكان يتطور وفقًا للنوع العصبي، وهو ما يتوافق مع نتائج دراسات أجراها مؤلفون آخرون. بعد زرعها في دماغ الفئران البالغة، انقسمت الخلايا الجذعية البشرية المزروعة انقسامًا انقساميًا وهاجرت إلى نسيج دماغ المتلقي الغريب. في عمليات زرع الخلايا، لاحظ المؤلفون مجموعتين من الخلايا - صغيرة وكبيرة. هاجرت الأخيرة في كل من النسيج الحشوي وعلى طول الهياكل الليفية لدماغ المتلقي لمسافات ضئيلة - في حدود 300 ميكرومتر. كان أقصى مدى لمسار الهجرة (حتى 3 مم) سمة مميزة للخلايا الصغيرة، التي تمايز بعضها إلى الخلايا النجمية، والتي تم تحديدها باستخدام الأجسام المضادة وحيدة النسيلة لـ GFAP. عُثر على كلا النوعين من الخلايا في جدار البطين الجانبي، مما يشير إلى أن الخلايا المزروعة دخلت مسار الهجرة الأمامي. هاجرت المشتقات النجمية للخلايا الجذعية العصبية من كل من البشر والجرذان بشكل رئيسي عبر الشعيرات الدموية والهياكل الليفية لدماغ المتلقي، وهو ما يتوافق مع بيانات مؤلفين آخرين.

كشف تحليل تمايز الخلايا الجذعية البشرية داخل الجسم الحي باستخدام الأجسام المضادة وحيدة النسيلة لـ GFAP وCALB وVIM عن تكوين كل من الخلايا النجمية والعصبونات. وعلى عكس الخلايا المزروعة في الفئران، كانت العديد من الخلايا الجذعية البشرية إيجابية للفيمنتين. ونتيجةً لذلك، لم تخضع بعض الخلايا البشرية متعددة القدرات للتمايز. وأظهر الباحثون أنفسهم لاحقًا أن الخلايا الجذعية العصبية البشرية المزروعة دون تثبيط مناعي تبقى حية في دماغ الفئران لمدة 20 يومًا بعد الزرع، دون أي علامات على عدوانية مناعية من العناصر الدبقية للدماغ الناضج.

ثبت أن حتى الخلايا الجذعية العصبية لذبابة الفاكهة تُطعّم وتتمايز في دماغ نوع من الحشرات بعيد عن الحشرات كالجرذان. ولا شك في صحة تجربة الباحثين: إذ احتوت سلالات ذبابة الفاكهة المعدلة وراثيًا على جينات لعوامل التغذية العصبية البشرية (NGF، GDNF، BDNF)، مُدخلة في ناقل CaSper تحت مُحفّز الصدمة الحرارية لذبابة الفاكهة، بحيث تُثير درجة حرارة أجسام الثدييات تعبيرها تلقائيًا. وقد حدّد الباحثون خلايا ذبابة الفاكهة من خلال ناتج جين الغالاكتوزيداز البكتيري باستخدام صبغة X-Gal الهيستولوجية. بالإضافة إلى ذلك، اتضح أن الخلايا الجذعية العصبية لذبابة الفاكهة تستجيب بشكل خاص لعوامل التغذية العصبية المُشفرة بواسطة الجينات البشرية: عند نقل خلايا سلالة ذبابة الفاكهة المُعدّلة وراثيًا التي تحتوي على جين gdnf، ازداد تخليق إنزيم تيروزين هيدروكسيلاز في خلاياها الجذعية العصبية المُتمايزة بشكل حاد، وأنتجت الخلايا التي تحتوي على جين ngf إنزيم أستيل كولينستراز بنشاط. وقد حفّزت عملية النقل الغريبة تفاعلات جينية مماثلة في عملية النقل الخيفي للأنسجة العصبية الجنينية المزروعة معها.

هل يعني هذا أن التمايز النوعي للخلايا الجذعية العصبية يُحفزه عوامل تغذية عصبية غير محددة النوع؟ وفقًا لنتائج الباحثين، كان لعوامل التغذية العصبية المنتجة للطعم الغريب تأثير محدد على مصير الطعوم الخيفية، التي تطورت في هذه الحالة بشكل أكثر كثافة وكان حجمها أكبر بمقدار 2-3 مرات من الطعوم الخيفية المُدخلة إلى الدماغ دون إضافة الطعوم الخيفية. وبالتالي، فإن خلايا الطعم الغريب التي تحتوي على جينات التغذية العصبية، وخاصة الجين الذي يُشفر عامل التغذية العصبية المشتق من الخلايا الدبقية البشرية (GDNF)، لها تأثير غير محدد النوع على نمو الطعم الخيفية مشابه لتأثير عامل التغذية العصبية المقابل. من المعروف أن GDNF يزيد من بقاء الخلايا العصبية الدوبامينية في الدماغ المتوسط الجنيني للفئران ويعزز استقلاب الدوبامين بواسطة هذه الخلايا، ويحفز تمايز الخلايا الإيجابية لهيدروكسيلاز التيروزين، مما يعزز نمو المحور العصبي ويزيد من حجم جسم الخلية العصبية. كما تم ملاحظة تأثيرات مماثلة في الخلايا العصبية الدوبامينية في الدماغ المتوسط للفئران المزروعة.

لوحظت هجرة نشطة للخلايا الجذعية العصبية البشرية بعد عملية زرع الخلايا الغريبة في دماغ الفئران الناضجة. من المعروف أن عملية هجرة الخلايا الجذعية العصبية وتمايزها تتحكم فيها مجموعة من الجينات الخاصة. تُعطى إشارة بدء الهجرة إلى الخلية السلفية لبدء التمايز بواسطة المنتج البروتيني للجين البروتوني c-ret مع GDNF. تأتي الإشارة التالية من جين mash-1، الذي يتحكم في اختيار مسار نمو الخلية. بالإضافة إلى ذلك، يعتمد التفاعل النوعي للخلايا المتمايزة أيضًا على مستقبل ألفا لعامل التغذية العصبية الهدبي. وبالتالي، نظرًا للاختلاف الجيني التام بين الخلايا الجذعية العصبية البشرية الغريبة وخلايا دماغ الفئران المتلقية، من الضروري إدراك ليس فقط عدم خصوصية عوامل التغذية العصبية من حيث النوع، ولكن أيضًا أعلى درجة من المحافظة التطورية للجينات المسؤولة عن التمايز النوعي لعناصر الخلايا الجذعية العصبية.

سيُظهر المستقبل إمكانية زراعة الخلايا العصبية الجنينية من فصيلة جينية في مجال جراحة الأعصاب لعلاج العمليات المرضية التنكسية العصبية الناتجة عن خلل في تخليق الميالين بواسطة الخلايا قليلة التغصن. في الوقت نفسه، تُعالج أكثر القضايا التي تحظى باهتمام كبير في مجال زراعة الخلايا العصبية تلك المتعلقة بالحصول على خلايا جذعية عصبية متماثلة من دماغ جنيني أو ناضج في مزرعة، ثم تحويلها إلى خلايا عصبية أولية أو خلايا عصبية متخصصة.

زراعة الخلايا الجذعية العصبية

لتحفيز تكاثر وتمايز الخلايا الجذعية العصبية للكائن البالغ، يمكن زراعة أنسجة عصبية جنينية. من الممكن أن تخضع الخلايا الجذعية للنسيج العصبي الجنيني المزروع مع الطعم للتكاثر والتمايز. من المعروف أنه بعد إصابة العمود الفقري، يحدث تجديد الموصلات العصبية من خلال استطالة المحاور العصبية التالفة والنمو الجانبي لمحاور النتوءات السليمة للخلايا العصبية الحركية. العوامل الرئيسية التي تمنع تجديد الحبل الشوكي هي تكوين ندبة في النسيج الضام في منطقة التلف، والتغيرات الضمورية والتنكسية في الخلايا العصبية المركزية، ونقص عامل نمو الأعصاب (NGF)، ووجود نواتج تحلل الميالين في منطقة التلف. لقد ثبت أن زرع أنواع مختلفة من الخلايا في النخاع الشوكي التالف - شظايا العصب الوركي للحيوانات البالغة، والقشرة القذالية الجنينية، والحُصين، والحبل الشوكي، وخلايا شوان، والخلايا النجمية، والخلايا الدبقية الصغيرة، والبلعميات، والأرومات الليفية - يعزز تجديد المحاور العصبية التالفة عن طريق الإنبات، ويسمح للمحاور حديثة التكوين بالنمو عبر منطقة إصابة النخاع الشوكي. وقد ثبت تجريبياً أن زرع الأنسجة العصبية الجنينية في منطقة إصابة النخاع الشوكي، من خلال تأثير عوامل التغذية العصبية، يُسرّع نمو المحاور العصبية التالفة، ويمنع تكوين الندبة الدبقية وتطور العمليات التنكسية والضمورية في الخلايا العصبية المركزية، بينما تبقى خلايا النسيج العصبي الجنيني المزروع حية في النخاع الشوكي، وتندمج مع الأنسجة المجاورة، وتعزز نمو المحاور العصبية عبر منطقة الإصابة من خلال تكوين المشابك الشجيرية على الخلايا العصبية الشوكية.

شهد هذا المجال من الطب التجديدي التجميلي تطورًا كبيرًا في أوكرانيا بفضل عمل الفريق العلمي بقيادة في. آي. تسيمباليوك. أولًا، هذه دراسات تجريبية حول فعالية زراعة الأنسجة العصبية الجنينية في إصابات الحبل الشوكي. خلال عملية الزرع الذاتي للعصب المحيطي، لاحظ الباحثون أبرز التغيرات التدميرية في منطقة الدرز البعيدة، حيث اقترنت هذه التغيرات بعمليات إصلاحية في اليوم الثلاثين بعد العملية. أما خلال عملية الزرع الخيفي، فقد اتسمت الحالة الشكلية الوظيفية للعصب المزروع في اليوم الثلاثين بتدمير واضح مع تنكس دهني وداء نشواني، على خلفية تسلل بؤري للخلايا اللمفاوية الالتهابية مع ضمور سائد لخلايا شوان. ساهمت زراعة الأنسجة العصبية الجنينية في استعادة توصيلية الحبل الشوكي بشكل كبير، وخاصةً لدى الحيوانات التي خضعت لجراحة خلال أول 24 ساعة بعد الإصابة: فمع انخفاض شدة العمليات الالتهابية والتدميرية، لوحظ تضخم وفرط تنسج العناصر فوق البنيوية المُصنّعة للبروتينات والمُنتجة للطاقة في الخلايا العصبية الشوكية، وتضخم وفرط تنسج الخلايا قليلة التغصن، واستُعيدت سعة جهد الفعل العضلي بنسبة 50%، وسرعة توصيل النبضات بنسبة 90%. وعند تقييم فعالية زراعة الأنسجة العصبية الجنينية، بناءً على منطقة الزرع، وُجد أن أفضل النتائج تُلاحظ عند إدخال الطعم مباشرةً في منطقة إصابة الحبل الشوكي. أما مع القطع الكامل للحبل الشوكي، فقد كانت زراعة الأنسجة العصبية الجنينية غير فعالة. أظهرت الدراسات الديناميكية أن الوقت الأمثل لإجراء عملية زرع الأنسجة العصبية الجنينية هو أول 24 ساعة بعد إصابة الحبل الشوكي، في حين يجب اعتبار إجراء الجراحة خلال فترة التغيرات الإقفارية الالتهابية الثانوية الواضحة التي تحدث في اليوم الثاني إلى التاسع بعد الإصابة غير مناسب.

من المعروف أن إصابات الدماغ الرضحية الشديدة تُحفز تنشيطًا قويًا ومُطوّلًا لأكسدة الدهون في المرحلتين الأولى والمتوسطة من فترة ما بعد الصدمة، سواءً في أنسجة الدماغ المتضررة أو في الجسم ككل، كما تُعطّل عمليات استقلاب الطاقة في الدماغ المُصاب. في ظل هذه الظروف، يُعزز زرع الأنسجة العصبية الجنينية في منطقة الإصابة الرضحية استقرار عمليات أكسدة الدهون، ويزيد من فعالية نظام مضادات الأكسدة في الدماغ والجسم ككل، ويعزز حمايته ضد الجذور الحرة في اليوم الخامس والثلاثين إلى الستين من فترة ما بعد الصدمة. في نفس الفترة، بعد زرع الأنسجة العصبية الجنينية، تعود عمليات استقلاب الطاقة والفسفرة التأكسدية في الدماغ إلى طبيعتها. بالإضافة إلى ذلك، ثبت أنه في اليوم الأول بعد إصابة الدماغ الرضحية التجريبية، تنخفض مُمانعة نسيج نصف الكرة المُصاب بنسبة 30-37%، بينما تنخفض مُمانعة نسيج نصف الكرة المُصاب بنسبة 20%، مما يُشير إلى تطور وذمة دماغية مُعممة. في الحيوانات التي خضعت لزراعة أنسجة عصبية جنينية، حدث تراجع الوذمة بشكل أسرع بكثير - ففي اليوم السابع، وصل متوسط قيمة معاوقة أنسجة نصف الكرة المخية المصاب إلى 97.8% من المستوى المرجعي. علاوة على ذلك، لوحظت استعادة كاملة لقيم المعاوقة في اليوم الثلاثين فقط في الحيوانات التي خضعت لزراعة أنسجة عصبية جنينية.

يُعد موت بعض الخلايا العصبية في الدماغ بعد إصابة دماغية قحفية شديدة أحد الأسباب الرئيسية لمضاعفات ما بعد الصدمة. تُعدّ الخلايا العصبية في الجهازين الدوباميني والنورادريناليني المتكاملين في الدماغ المتوسط والنخاع المستطيل حساسة بشكل خاص للإصابة. ويزيد انخفاض مستوى الدوبامين في المجمع المخطط الشاحب والقشرة الدماغية بشكل كبير من خطر الإصابة باضطرابات حركية ونفسية، وحالات صرعية، كما يُمكن أن يكون انخفاض إنتاج الدوبامين في منطقة ما تحت المهاد سببًا للعديد من الاضطرابات الخضرية والجسدية التي تُلاحظ في أواخر فترة ما بعد الصدمة. وتشير نتائج الدراسات التي أُجريت على إصابات دماغية قحفية تجريبية إلى أن زراعة الأنسجة العصبية الجنينية تُساعد على استعادة مستويات الدوبامين في نصف الكرة المخية المصاب، والدوبامين والنورإبينفرين في منطقة ما تحت المهاد، وزيادة مستويات النورإبينفرين والدوبامين في الدماغ المتوسط والنخاع المستطيل. بالإضافة إلى ذلك، نتيجة لزرع الأنسجة العصبية الجنينية في نصف الكرة المخية المصاب للحيوانات التجريبية، يتم تطبيع النسبة المئوية للفوسفوليبيدات ويزداد محتوى الأحماض الدهنية (C16: 0، C17: 0، C17: 1، C18: 0، C18: 1 + C18: 2، C20: 3 + C20: 4، C20: 5).

وتؤكد هذه البيانات تحفيز العمليات التجديدية البلاستيكية بواسطة الأنسجة العصبية الجنينية المزروعة وتشير إلى التأثير الإصلاحي الغذائي للزرع على دماغ المتلقي ككل.

تستحق الخبرة السريرية لطاقم معهد أ. ب. رومودانوف لجراحة الأعصاب التابع لأكاديمية العلوم الطبية في أوكرانيا، في مجال زراعة الأنسجة العصبية الجنينية في حالات الشلل الدماغي، وهو مرضٌ شديد التعقيد يُسبب خللاً حركياً شديداً، اهتماماً خاصاً. تعتمد الأشكال السريرية للشلل الدماغي على مستوى الضرر الذي يلحق بالهياكل المتكاملة المسؤولة عن تنظيم توتر العضلات وتكوين الأنماط الحركية النمطية. تتوفر حالياً أدلة كافية تدعم حقيقة أن التغيرات المرضية في نظام التحكم الحركي بين المخطط والقشرة المخية تلعب دوراً هاماً في اضطرابات الوظيفة الحركية وتوتر العضلات. ويؤدي الرابط المخططي-القشري في هذا النظام وظيفة التحكم من خلال إنتاج الدوبامين في المنطقة السوداء المخططية. يبدأ المسار المباشر للتحكم في المهاد القشري من عصبونات البَطَام، ويتوسطه حمض غاما أمينوبوتيريك (GABA) والمادة P، ويمتد مباشرةً إلى المنطقة الحركية للجزء الداخلي من الكرة الشاحبة والمادة السوداء. أما المسار غير المباشر، والذي يتحقق تأثيره بمشاركة حمض غاما أمينوبوتيريك (GABA) والإينكيفالين، فينشأ من عصبونات البَطَام ويؤثر على نوى العقد القاعدية من خلال سلسلة من الوصلات، تشمل الجزء الخارجي من الكرة الشاحبة والنواة تحت المهاد. تُسبب اضطرابات توصيل المسار المباشر نقص الحركة، بينما يؤدي انخفاض توصيل هياكل المسار غير المباشر إلى فرط الحركة مع تغيرات مقابلة في توتر العضلات. إن سلامة مسارات التوصيل الجابائي على مستويات مختلفة في جهاز التحكم الحركي، وتكامل الوصلات الدوبامينية على مستوى البَطَامِين، أمران أساسيان لتنظيم التفاعلات المهادية القشرية. ويُعدّ اضطراب التوتر العضلي، وما يرتبط به من تغير وثيق في نشاط العضلات الانعكاسية، أكثر مظاهر الأمراض الحركية شيوعًا في مختلف أشكال الشلل الدماغي.

تتطلب عملية زرع الأنسجة العصبية الجنينية في حالات الشلل الدماغي تحليلاً شاملاً لطبيعة الضرر الذي يلحق بهياكل الدماغ. بناءً على تحديد مستويات الدوبامين وحمض غاما أمينوبوتيريك (GABA) في السائل الدماغي الشوكي تحت العنكبوتية، فصّل الباحثون مستوى اضطراب تكامل هياكل الدماغ الوظيفية، مما أتاح تقييم نتائج التدخل الجراحي وتصحيح عمليات زرع الأعصاب المتكررة. زُرعت الأنسجة العصبية الجنينية (مادة إجهاض لجنين عمره 9 أسابيع) في نسيج قشرة التلافيف أمام المركزية لنصفي الكرة المخية، وذلك تبعاً لشدة التغيرات الضامرة. لم تُلاحظ أي مضاعفات أو تدهور في حالة المرضى في فترة ما بعد الجراحة. لوحظت ديناميكية إيجابية لدى 63% من المرضى المصابين بالأشكال التشنجية، و82% من الأطفال المصابين بالشكل الجمالي-الرخوي، و24% فقط من المرضى المصابين بالشكل المختلط من المرض. ثبت وجود تأثير سلبي لارتفاع مستوى التحسس العصبي مع وجود أجسام مضادة ذاتية للبروتينات العصبية النوعية على نتائج العملية. وُجد أن زراعة الأنسجة العصبية الجنينية غير فعالة لدى المرضى الذين تتراوح أعمارهم بين 8 و10 سنوات فأكثر، وكذلك في حالات متلازمة فرط الحركة الشديدة والصرع. سريريًا، تجلت فعالية زراعة الأنسجة العصبية الجنينية لدى مرضى الشلل الدماغي التشنجي في تكوين مهارات حركية ثابتة جديدة وحركات إرادية مع تصحيح الصورة النمطية الحركية المرضية، وانخفاض درجة التشنج والوضعيات والمواقف المرضية. ويعتقد الباحثون أن التأثير الإيجابي لزراعة الأنسجة العصبية الجنينية هو نتيجة التأثير الطبيعي على النشاط الوظيفي للهياكل فوق الشوكية المشاركة في تنظيم توتر الوضعية والحركات الإرادية. وفي الوقت نفسه، تترافق التأثيرات السريرية الإيجابية لزراعة الأنسجة العصبية الجنينية مع انخفاض في محتوى النواقل العصبية في السائل النخاعي تحت العنكبوتية، مما يشير إلى استعادة التفاعلات المتكاملة للهياكل الدماغية المتضررة.

هناك شكل حاد آخر من أمراض الأعصاب - متلازمة أباليك، والتي، للأسف، لا تزال مشكلة علاجها بعيدة عن الحل. متلازمة أباليك هي حالة مرضية متعددة الأسباب، شبه حادة أو مزمنة، تحدث نتيجة لآفات عضوية شديدة في الجهاز العصبي المركزي (القشرة الدماغية بشكل رئيسي)، وتتميز بتطور فقدان الأداء التام وفقدان القدرة على الإدراك الكامل مع الحفاظ نسبيًا على وظيفة أقسام الجذع القطعي وتكوينات المجمع الحوفي الشبكي للدماغ. أظهرت دراسات المتابعة (من سنة إلى 3 سنوات) أن متلازمة أباليك ليست تشخيصًا نهائيًا للتلف المستمر في الجهاز العصبي لدى الأطفال، ولكنها تتحول إما إلى خرف عضوي أو إلى حالة نباتية مزمنة. في قسم جراحة الأعصاب الترميمية في معهد أ. ب. رومودانوف لجراحة الأعصاب التابع لأكاديمية العلوم الطبية في أوكرانيا، خضع 21 مريضًا يعانون من عواقب متلازمة أباليك لعملية زرع أنسجة عصبية جنينية. تحت التخدير العام، استُخدمت أداة ثقب التاج لعمل ثقب فوق منطقة التغيرات الضامرة الأكثر وضوحًا التي كشف عنها التصوير المقطعي المحوسب أو التصوير بالرنين المغناطيسي، وفي وجود ضمور منتشر في المادة الرمادية أو البيضاء، أُدخلت المادة المزروعة في التلافيف المركزية والمركزية للدماغ. بعد فتح الأم الجافية، زُرعت قطع من أنسجة القشرة الحسية الحركية لأجنة في الأسبوع الثامن والتاسع داخل القشرة باستخدام جهاز خاص. تراوح عدد عينات الأنسجة المزروعة من 4 إلى 10، والذي تم تحديده حسب حجم ثقب المثقب وحجم التغيرات الموضعية في مادة الدماغ. على عكس أنواع الأمراض الأخرى، سعى المؤلفون في متلازمة عدم النمو إلى زرع أكبر قدر ممكن من الأنسجة الجنينية في أكثر مناطق الدماغ سهولة للوصول إليها. تم خياطة الأم الجافية، وأُجريت جراحة تجميلية لعيب الجمجمة. خلال العملية، أظهر جميع المرضى تغيرات ملحوظة في كل من القشرة (ضمور، غياب التلافيف، تغير في لون ونبض مادة الدماغ) والسحايا (زيادة في سماكة الأم الجافية، زيادة ملحوظة في سماكة الغشاء العنكبوتي مع وجود أوعية دموية خاصة به، اندماج الأغشية مع مادة الدماغ الأساسية). كانت هذه التغيرات أكثر وضوحًا لدى المرضى الذين لديهم تاريخ من آفات الدماغ الالتهابية. أما لدى المرضى الذين عانوا من نقص أكسجة الجهاز العصبي المركزي، فقد سادت تغيرات ضمورية منتشرة في مادة الدماغ، وخاصة في القشرة، مع زيادة في الحيز تحت العنكبوتية، دون تغيرات ملحوظة في السحايا. عانى نصف المرضى من زيادة في نزيف الأنسجة الرخوة والعظام ومادة الدماغ. بعد العمليات، وفي غضون ستة أشهر إلى ثلاث سنوات، تحسنت الحالة لدى 16 مريضًا، وظلت دون تغيير لدى خمسة مرضى. لوحظت ديناميكيات إيجابية في كل من المجالين الحركي والذهني. انخفضت قوة العضلات لدى عشرة مرضى، وفي 11 مريضًا، زاد النشاط الحركي (انخفض الشلل).تحسن تنسيق الحركات لدى خمسة أطفال، وزادت القدرة على التحكم بالأطراف العلوية بشكل ملحوظ. وانخفضت وتيرة وشدة النوبات الصرعية لدى أربعة مرضى، ولم يُصَب أحد الأطفال بأي نوبات طوال فترة المراقبة بعد العملية. وانخفضت العدوانية لدى طفلين، وتحسنت عملية البلع لدى مريضين يعانيان من اضطرابات حادة في العصب البصري، وتمكن طفلان من المضغ بشكل مستقل بعد أسبوعين من العملية. ولوحظ انخفاض في شدة الاضطرابات النفسية، وأصبح تسعة أطفال أكثر هدوءًا بعد العملية، وتحسن النوم والانتباه لدى سبعة مرضى. وبدأ ثلاثة مرضى يعانون من عواقب متلازمة فقدان الوعي بالتعرف على والديهم، وواحد منهم اتبع التعليمات، واثنان نطق الكلمات، بينما انخفضت درجة عسر التلفظ لدى ثلاثة مرضى. ويشير الباحثون إلى أن التحسن الملحوظ في حالة المرضى يبدأ بعد شهرين من العملية، ويصل إلى ذروته بعد 5-6 أشهر، ثم يتباطأ معدل التحسن، وبحلول نهاية العام تستقر الحالة لدى 50% من المرضى. شكل التأثير الإيجابي لزراعة الأعصاب أساسًا لعملية جراحية متكررة لستة مرضى يعانون من عواقب متلازمة عدم القدرة على النمو، ولكن في النصف الآخر من الدماغ. كانت تقنية وطرق عملية الزرع الثانية مطابقة لتلك المستخدمة في العملية الأولى، إلا أن التأثير السريري للعملية الثانية كان أقل، على الرغم من عدم ظهور أي مضاعفات خطيرة بعد التدخل الجراحي الأول أو الثاني. ووفقًا للباحثين، ترتبط آلية التأثير العلاجي لزراعة الأعصاب بالتأثير التغذوي العصبي للأنسجة العصبية الجنينية المزروعة، والتي تحتوي على كمية كبيرة من المواد النشطة بيولوجيًا، بما في ذلك المواد الهرمونية والنموية، والتي تحفز إصلاح الخلايا العصبية التالفة وإعادة تنظيم أنسجة دماغ المتلقي. ومن المحتمل أيضًا أن يكون للتأثير التغذوي العصبي السريع تأثير منشط على نشاط الخلايا العصبية التي كانت محفوظة شكليًا سابقًا، ولكنها فقدت نشاطها الوظيفي بسبب المرض. ويُفسر هذا التأثير التغذوي العصبي السريع تحسن وظائف بصلية الدماغ لدى بعض الأطفال في نهاية الأسبوع الأول أو الثاني بعد العملية. يُفترض أنه بالإضافة إلى ذلك، بحلول الشهر الثالث أو الرابع، تنشأ روابط وظيفية شكلية بين العضو المزروع ودماغ المريض، والتي من خلالها يستبدل العضو المزروع وظائف خلايا الدماغ الميتة، والتي تُعدّ أساسًا لتحسين الوظائف الحركية والعقلية للمرضى. تمكّن طفلان من المضغ بشكل مستقل بعد أسبوعين من العملية. ولوحظ انخفاض في شدة الاضطرابات النفسية، وأصبح تسعة أطفال أكثر هدوءًا بعد العملية، وتحسّن النوم والانتباه لدى سبعة مرضى. بدأ ثلاثة مرضى يعانون من عواقب متلازمة عدم النضج بالتعرف على والديهم، أحدهم اتبع التعليمات، واثنان نطق الكلمات.انخفضت درجة عسر التلفظ لدى ثلاثة مرضى. ويشير الباحثون إلى أن التحسن الملحوظ في حالة المرضى يبدأ بعد شهرين من العملية، ويصل إلى ذروته بعد 5-6 أشهر، ثم يتباطأ معدل التحسن، ويستقر لدى 50% من المرضى بحلول نهاية العام. وقد شكّل التأثير الإيجابي لزراعة الأعصاب أساسًا لإعادة عملية جراحية لستة مرضى يعانون من عواقب متلازمة فقدان الذاكرة، ولكن في النصف الآخر من الدماغ. وكانت تقنية وطريقة الزراعة الثانية متطابقتين مع تلك المستخدمة في العملية الأولى، إلا أن التأثير السريري للعملية الثانية كان أقل، على الرغم من عدم وجود مضاعفات خطيرة بعد التدخل الجراحي الأول أو الثاني. ووفقًا للباحثين، ترتبط آلية التأثير العلاجي لزراعة الأعصاب بالتأثير العصبي التغذوي للأنسجة العصبية الجنينية المزروعة، والتي تحتوي على كمية كبيرة من المواد النشطة بيولوجيًا، والهرمونية، وغيرها من المواد النشطة بيولوجيًا، التي تحفز إصلاح الخلايا العصبية التالفة وإعادة تنظيم أنسجة دماغ المتلقي. من المحتمل أيضًا وجود تأثير مُنشِّط على نشاط الخلايا العصبية التي كانت محفوظة شكليًا سابقًا، لكنها فقدت نشاطها الوظيفي بسبب المرض. ويُفسر التأثير العصبي السريع تحسن وظائف بصلية الدماغ لدى بعض الأطفال في نهاية الأسبوع الأول أو الثاني بعد الجراحة. ويُفترض أنه بحلول الشهر الثالث أو الرابع، تنشأ روابط شكلية وظيفية بين الزرع ودماغ المريض، والتي من خلالها يستبدل الزرع العصبي وظائف خلايا الدماغ الميتة، وهي الركيزة الأساسية لتحسين الوظائف الحركية والعقلية للمرضى. تمكن طفلان من المضغ بشكل مستقل بعد أسبوعين من العملية. ولوحظ انخفاض في شدة الاضطرابات النفسية، وأصبح تسعة أطفال أكثر هدوءًا بعد العملية، وتحسن النوم والانتباه لدى سبعة مرضى. بدأ ثلاثة مرضى يعانون من عواقب متلازمة فقدان الشهية بالتعرف على والديهم، وواحد منهم اتبع التعليمات، واثنان نطق الكلمات، بينما انخفضت درجة عسر التلفظ لدى ثلاثة مرضى. يشير الباحثون إلى أن التحسن الملحوظ في حالة المرضى يبدأ بعد شهرين من العملية، ويصل إلى ذروته بعد 5-6 أشهر، ثم يتباطأ معدل التحسن، وبحلول نهاية العام تستقر العملية لدى 50% من المرضى. وقد شكّل التأثير الإيجابي لزراعة الأعصاب أساسًا لإجراء عملية جراحية متكررة لستة مرضى يعانون من عواقب متلازمة فقدان الوعي، ولكن في النصف الآخر من الدماغ. كانت تقنية وطريقة عملية الزرع الثانية متطابقتين مع تلك المستخدمة في العملية الأولى، إلا أن التأثير السريري للعملية الثانية كان أقل، على الرغم من عدم وجود مضاعفات خطيرة بعد التدخل الجراحي الأول أو الثاني. ووفقًا للباحثين،ترتبط آلية التأثير العلاجي لزراعة الأعصاب بالتأثير التغذوي العصبي للأنسجة العصبية الجنينية المزروعة، والتي تحتوي على كمية كبيرة من المواد النشطة بيولوجيًا، بما في ذلك مواد النمو والهرمونات، والتي تُحفز إصلاح الخلايا العصبية التالفة وإعادة تنظيم أنسجة دماغ المتلقي. ومن المحتمل أيضًا أن يكون للتأثير التغذوي العصبي السريع تأثير منشط على نشاط الخلايا العصبية التي كانت محفوظة مورفولوجياً سابقًا، ولكنها فقدت نشاطها الوظيفي بسبب المرض. ويُفسر هذا التأثير التغذوي العصبي السريع تحسن وظائف بصلية الدماغ لدى بعض الأطفال في نهاية الأسبوع الأول أو الثاني بعد الجراحة. ويُفترض أنه بحلول الشهر الثالث أو الرابع، تنشأ روابط مورفولوجية وظيفية بين الزرع ودماغ المريض، حيث يستبدل الزرع العصبي وظائف خلايا الدماغ الميتة، وهي الركيزة الأساسية لتحسين الوظائف الحركية والعقلية للمرضى، على الرغم من عدم ظهور أي مضاعفات خطيرة بعد التدخل الجراحي الأول أو الثاني. وفقًا للباحثين، ترتبط آلية التأثير العلاجي لزراعة الأعصاب بالتأثير التغذوي العصبي للأنسجة العصبية الجنينية المزروعة، والتي تحتوي على كمية كبيرة من المواد النشطة بيولوجيًا، بما في ذلك الهرمونات، والتي تُحفز إصلاح الخلايا العصبية التالفة وإعادة تنظيم أنسجة دماغ المتلقي. ومن المحتمل أيضًا أن يكون للتأثير التغذوي العصبي السريع تأثير منشط على نشاط الخلايا العصبية التي كانت محفوظة مورفولوجياً سابقًا، ولكنها فقدت نشاطها الوظيفي بسبب المرض. ويُفسر هذا التأثير التغذوي العصبي السريع تحسن وظائف بصلية الدماغ لدى بعض الأطفال في نهاية الأسبوع الأول أو الثاني بعد الجراحة. ويُفترض أنه بحلول الشهر الثالث أو الرابع، تنشأ روابط مورفولوجية وظيفية بين الزرع ودماغ المريض، حيث يستبدل الزرع العصبي وظائف خلايا الدماغ الميتة، وهي الركيزة الأساسية لتحسين الوظائف الحركية والعقلية للمرضى، على الرغم من عدم ظهور أي مضاعفات خطيرة بعد التدخل الجراحي الأول أو الثاني. وفقًا للباحثين، ترتبط آلية التأثير العلاجي لزراعة الأعصاب بالتأثير التغذوي العصبي للأنسجة العصبية الجنينية المزروعة، والتي تحتوي على كمية كبيرة من المواد النشطة بيولوجيًا، بما في ذلك الهرمونات، والتي تُحفز إصلاح الخلايا العصبية التالفة وإعادة تنظيم أنسجة دماغ المتلقي. ومن المحتمل أيضًا أن يكون لها تأثير منشط على نشاط الخلايا العصبية التي كانت محفوظة شكليًا سابقًا، ولكنها فقدت نشاطها الوظيفي بسبب المرض.إن التأثير العصبي السريع هو ما يُفسر تحسن وظائف بصلة الدماغ لدى بعض الأطفال في نهاية الأسبوع الأول أو الثاني بعد الجراحة. ويُفترض أنه مع حلول الشهر الثالث أو الرابع، تنشأ روابط وظيفية شكلية بين العضو المزروع ودماغ المريض، والتي من خلالها يستبدل العضو المزروع وظائف خلايا الدماغ الميتة، وهي الركيزة الأساسية لتحسين الوظائف الحركية والعقلية للمرضى.

دُرِسَ تأثير زراعة الأنسجة العصبية الجنينية على إعادة تنظيم الترابطات بين الخلايا العصبية تجريبيًا. درس الباحثون أنماط استعادة الوصلات المحورية بين الوحدات في منطقة التلف الميكانيكي للقشرة المخية لدى الفئران البيضاء، سواءً خضعت لزراعة أنسجة عصبية جنينية أم لا، باستخدام المادة الفلورية المحبة للدهون DIL (بيركلورات 1،1-ديوكتاديسيل-3،3،33'-رباعي ميثيل إندوكاربوسيانين) والمسح الضوئي بالليزر متحد البؤر. وُجِد أن إدخال الأنسجة العصبية الجنينية في منطقة التلف يضمن نمو المحاور العصبية، التي تتصل بعد مرورها بالزرع بأنسجة الدماغ المجاورة، بينما تُعَدُّ منطقة التلف، دون زراعة الأنسجة العصبية الجنينية، عائقًا كأداء أمام نمو المحاور العصبية. في هذا العمل، أُجريت زراعة قشرة عصبية حديثة جنينية (من اليوم الخامس عشر إلى السابع عشر من الحمل). تُعدّ النتائج التي توصل إليها الباحثون دليلاً إضافياً على التأثير الفعال لزراعة الأنسجة العصبية الجنينية على إعادة تنظيم العلاقات بين الخلايا العصبية بعد الصدمة للوحدات الهيكلية والوظيفية المجاورة للقشرة الدماغية. تُوفّر زراعة الأنسجة العصبية الجنينية استعادةً جزئياً للوصلات بين المناطق المتضررة من القشرة الدماغية من خلال تهيئة ظروف مواتية لنمو المحور العصبي في منطقة عمل عوامل التغذية العصبية للزرع. وقد أُثبت وجود هذا التأثير تجريبياً، ونوقش في الأدبيات العلمية كدليل على القدرات البلاستيكية العالية للدماغ التالف لدى الحيوانات الناضجة جنسياً. وفي هذا الصدد، تُعتبر زراعة الخلايا حالياً استراتيجية علاجية مثالية لاستعادة وظيفة الجهاز العصبي المركزي البشري التالف.

تؤكد البيانات التي حصل عليها المؤلفون حول كفاءة استخدام الأنسجة العصبية الجنينية للدماغ كوسط زرع خارجي لنمو المحور العصبي احتمالات إنشاء روابط اتصال مستهدفة بين المناطق المجاورة السليمة في الدماغ. ويبدو العمل على دراسة تأثير زرع الأنسجة العصبية على ديناميكيات المعلمات الوظيفية للجهاز العصبي المركزي ذا صلة. تمثلت مهمة العمل في التحقيق في تأثير زرع الموضع الأزرق الجنيني (LC) على المؤشرات الشكلية الوظيفية لخلايا عصبية LC والنشاط الحركي للمتلقيين. كان المتلقون من إناث فئران ويستار، وكان المتبرعون أجنة عمرها 18 يومًا من نفس السلالة. تم إجراء زرع LC الجنيني في تجويف البطين الثالث من الدماغ. من الناحية النسيجية، تم الكشف عن تطعيم الطعم في 75٪ من الحيوانات المتلقية. في حالات الزرع، كان الطعم مجاورًا لجدار البطين، ويملأ 1/5-2/5 من تجويفه، وكان قابلاً للحياة. بعد شهر و6 أشهر من العملية، مثل النسيج العصبي المزروع، وفقًا لخصائصه المورفولوجية، هياكل كانت ستنشأ أثناء نموها الجيني الطبيعي، أي هياكل LC. تشير البيانات التي حصل عليها المؤلفون إلى أنه في الحيوانات التي تم زرع عينة LC الجنينية فيها، يتغير النشاط الديناميكي ويزداد نشاط مصفوفة الكروماتين في نوى خلايا LC. وبالتالي، يزداد نشاط الخلايا العصبية في LC الخاصة بها، ولكن الزرع المزروع يكون نشطًا وظيفيًا أيضًا. ومن المعروف أن ما يسمى بالمنطقة الحركية في الدماغ المتوسط تتزامن عمليًا مع موضع LC. يعتقد الباحثون أن أساس التغيير في النشاط الحركي لدى الفئران المتلقية هو تنشيط خلايا LC، سواءً خلاياها أو خلايا المزروعة، مع إطلاق كمية كبيرة من النورإبينفرين، بما في ذلك في أجزاء الحبل الشوكي. لذا، يُفترض أن زيادة النشاط الحركي في ظروف زراعة خلايا LC في دماغ الحيوانات السليمة ترجع إلى وجود زرعة نشطة وظيفيًا مدمجة مع دماغ المتلقي، مما يُسهم في تنشيط النشاط الحركي لدى الفئران.

بالإضافة إلى ذلك، تبيّن أن الخلايا الظهارية العصبية المزروعة من البدايات الجنينية للقشرة الحديثة والحبل الشوكي تبقى على قيد الحياة وتتمايز إلى خلايا عصبية أولية، وهي خلايا عصبية شابة وناضجة في غضون شهر إلى شهرين بعد زرعها في العصب الوركي التالف لدى الفئران الناضجة. عند دراسة ديناميكيات نمو الخلايا العصبية الإيجابية لـ NADPH في البدايات الجنينية للقشرة الحديثة والحبل الشوكي لدى الفئران في الطعوم غير المتجانسة (جنين الفئران الذي يبلغ عمره 15 يومًا)، تم الكشف عن زراعة 70 إلى 80% من الطعوم العصبية في المقاطع الطولية عبر الأعصاب الوركية للفئران المتلقية، والتي اعتمدت على فترة المراقبة. بدأت الخلايا العصبية أحادية وثنائية القطب ذات النوى الخفيفة المستديرة ونواة أو نويتين بالتشكل في الطعوم بعد أسبوع واحد من الجراحة، والتي صاحبها تكوين عناقيد. لم يتمكن الباحثون من اكتشاف خلايا تحتوي على إنزيم NADPH diaphorase (NADPH-d) بين الخلايا الأرومية العصبية. بعد 7 أيام، كانت العناصر الخلوية للأوعية الدموية فقط هي الخلايا البطانية الشعرية الموجبة لـ NADPH في سمك الزرع، بالإضافة إلى الخلايا البطانية وخلايا العضلات الملساء لأوعية العصب الوركي لدى المتلقي. وبما أن تحفيز إنزيم NO synthase (NOS) في خلايا العضلات الملساء الوعائية يحدث بتأثير IL-1، فقد ربط الباحثون ظهور خلايا العضلات الملساء الموجبة لـ NADPH في الأوعية الدموية للعصب الوركي بوجود IL-1 المُصنّع في جذوع الأعصاب التالفة. من المعروف أن تكوين الخلايا العصبية في ظروف زراعة بدايات الدماغ الجنينية يحدث بالتزامن مع نمو الخلايا العصبية في موقعها. تشير نتائج الدراسات المورفولوجية إلى أن تمايز بعض العناصر العصبية للزرعات بعد سبعة أيام من الزرع يتوافق مع تمايز الخلايا في أجزاء مماثلة من دماغ الفئران حديثة الولادة. وهكذا، في ظل ظروف زراعة الخلايا العصبية غير المتجانسة في العصب المحيطي، تُظهر الخلايا العصبية الجنينية المزروعة القدرة على تخليق NADPH-d. في هذه الحالة، وُجد عدد أكبر من الخلايا العصبية التي تحتوي على NADPH-d في عمليات زرع النخاع الشوكي مقارنةً بعمليات زرع القشرة المخية الحديثة، إلا أن تخليق أكسيد النيتريك يبدأ في الخلايا العصبية المزروعة في وقت متأخر مقارنةً بالتطور في الموقع. في الجهاز العصبي المركزي للفقاريات، تظهر الخلايا الموجبة لـ NOS بالفعل في فترة ما قبل الولادة. يُعتقد أن NO يعزز تكوين الوصلات المشبكية في الدماغ النامي، وأن وجود ألياف عصبية واردة موجبة لـ NOS، والتي توفر تخليق NO في الخلايا العصبية الأولية المخيخية، يحفز هجرة الخلايا العصبية وتمايزها، مما يؤدي إلى تكوين بنية خلوية طبيعية للدماغ. وقد ثبت أن لـ NO دورًا مهمًا في تكوين الوصلات المشبكية في السقف - فقط تلك الخلايا العصبية التي كانت لها وصلات مشبكية مع خلايا الشبكية تبين أنها موجبة لـ NOS.

من المعروف أن أكسيد النيتريك أحد منظمات نشاط الدماغ، حيث يتكون من الأرجينين تحت تأثير إنزيم أكسيد النيتريك سينثيز، ذي النشاط الديافوريز. في الجهاز العصبي المركزي، يُصنع أكسيد النيتريك في الخلايا البطانية للأوعية الدموية، والخلايا الدبقية الصغيرة، والخلايا النجمية، والعصبونات في أجزاء مختلفة من الدماغ. بعد إصابات الدماغ الرضحية، وكذلك أثناء نقص الأكسجين ونقص التروية، تُلاحظ زيادة في عدد الخلايا العصبية التي تحتوي على أكسيد النيتريك، وهو أحد منظمات تدفق الدم الدماغي. ونظرًا لقدرة أكسيد النيتريك على تحفيز تكوين التشابكات العصبية، فإن دراسة تكوين الخلايا التي تحتوي على أكسيد النيتريك في ظروف زراعة الأعصاب، على خلفية الضرر الرضحي الذي يلحق بالأنسجة العصبية للمتلقي، تحظى باهتمام خاص.

لا تقل أهميةً دراسة تأثير زراعة الأعصاب على النمط السلوكي المنعكس الشرطي. ففي تجارب أُجريت لدراسة تأثير زراعة أنسجة الموضع الأزرق الجنينية داخل المخ، وزرعها عن بُعد (بين CII وCIII) (في الفترة من 17 إلى 19 يومًا من الحمل)، على عمليات الذاكرة ومحتوى الكاتيكولامين لدى الفئران المتأثرة بتدمير القشرة الجبهية الصدغية الحديثة، تبيّن أن الضرر الكهربائي للقشرة الجبهية الصدغية للدماغ يُعطّل النمط السلوكي للاستجابة العاطفية المنعكسة الشرطية المتمثلة في التجنب (الذاكرة)، ويُضعف النشاط الفسيولوجي، ويُقلل من محتوى النورإبينفرين في منطقة القشرة المخية الحديثة المتخثرة، ولكنه يزيد من مستواه في منطقة ما تحت المهاد، حيث يُلاحظ انخفاض في تركيز الأدرينالين، على الرغم من زيادة كميته في الدم والغدد الكظرية.

نتيجة لعملية زرع أنسجة الموضع الأزرق الجنينية داخل المخ، يتم استعادة الصورة النمطية لرد الفعل العاطفي المنعكس المشروط، الذي تعطل بسبب الضرر الكهربائي للمناطق الجبهية الصدغية من القشرة المخية، في 81.4٪ من الحيوانات، ويتم تطبيع محتوى الأدرينالين في التكوين الشبكي للدماغ المتوسط والوطاء والقشرة الحديثة، ويزداد مستواه في الحُصين، والذي يقترن بانخفاض تركيز الأدرينالين في الدم.

لا يقتصر دور زراعة أنسجة الموضع الأزرق الجنينية عن بُعد على استعادة الصورة النمطية المضطربة لرد الفعل الانفعالي المنعكس الشرطي لدى الفئران المصابة بتلف كهربائي في القشرة الجبهية الصدغية، بل يزيد أيضًا من محتوى النورإبينفرين والأدرينالين، لا سيما في منطقة ما تحت المهاد والدم والغدد الكظرية والقلب. ويُفترض أن هذا يعود إلى تكوين الأوعية الدموية للزرع، واختراق النواقل العصبية إلى مجرى الدم، وعبورها عبر الحاجز الدموي الدماغي، وتنشيط آليات إعادة امتصاص الأدرينالين والنورإبينفرين حسب أنواع الامتصاص 1، 2، 3. ويعتقد الباحثون أن استقرار مستوى النورإبينفرين على المدى الطويل في ظل ظروف زراعة وعمل الزرع يمكن اعتباره ظاهرة إطلاق تدريجي له بجرعات ضئيلة بواسطة الخلايا العصبية للموضع الأزرق.

قد تُعزى الآثار السريرية الإيجابية لزراعة الأنسجة العصبية الجنينية أيضًا إلى قدرة هذه الأخيرة على التأثير على عمليات الأورام الوعائية، والتي تشارك في تنظيمها عوامل النمو والسيتوكينات بشكل مباشر. يُنشَّط تكوين الأوعية الدموية بواسطة عوامل النمو المولدة للأوعية الدموية - عامل نمو بطانة الأوعية الدموية (VEGF)، وعامل نمو الخلايا الليفية (FGF)، وعامل نمو الخلايا البطانية الوعائية (PDGF)، وعامل نمو الخلايا المحولة (TGF)، والتي تُصنع أثناء نقص التروية، الذي يُعدّ بمثابة اللحظة المُبكرة لتكوين الأوعية الدموية. وقد ثَبُتَ أن استنفاد إمكانات نمو الأوعية الدموية يحدث أثناء شيخوخة الجسم، مما يلعب دورًا هامًا في التسبب بأمراض مثل مرض القلب التاجي وتصلب الشرايين المُدمِّر للأطراف السفلية. كما يتطور نقص تروية الأنسجة في العديد من الأمراض الأخرى. يؤدي إدخال العوامل المولدة للأوعية الدموية إلى المناطق الإقفارية (تكوين الأوعية الدموية العلاجية) إلى تحفيز نمو الأوعية الدموية في الأنسجة الإقفارية وتحسين الدورة الدموية الدقيقة بسبب تطور الدورة الدموية الجانبية، مما يؤدي بدوره إلى زيادة النشاط الوظيفي للعضو المصاب.

يُعتبر عامل نمو بطانة الأوعية الدموية (VEGF) وعامل نمو الخلايا الليفية (FGF) من أكثر العوامل الواعدة للاستخدام السريري. وقد كانت نتائج الدراسات العشوائية الأولى مُشجعة، خاصةً إذا تم اختيار الجرعات والطرق المُثلى لإعطاء عوامل تكوين الأوعية الدموية بشكل صحيح. وفي هذا الصدد، أُجري تقييم تجريبي للنشاط الوعائي لمستخلص معزول من أنسجة دماغ جنينية بشرية. وقد استخدم العمل مادة مُجهضة تم الحصول عليها في الأسبوع العشرين من الحمل وعُولجت وفقًا لطريقة آي. ماسيوغ وآخرون (1979) بصيغتها المُعدلة من قِبل IC ANRF. يُعد هذا الدواء نظيرًا لـ "مكمل نمو الخلايا البطانية" ("سيغما") وهو مزيج طبيعي من عوامل تكوين الأوعية الدموية البشرية، والذي يتضمن عامل نمو بطانة الأوعية الدموية (VEGF) وعامل نمو الخلايا الليفية (FGF). أُجريت التجارب على الفئران باستخدام نماذج لنقص تروية الأطراف الخلفية وأنسجة عضلة القلب. بناءً على دراسة نشاط إنزيم الفوسفاتاز القلوي في الحيوانات التجريبية التي خضعت لاستخراج أنسجة الأعصاب الجنينية، لوحظت زيادة في عدد الشعيرات الدموية لكل وحدة مساحة من عضلة القلب، سواءً في المقاطع الطولية أو العرضية. وقد تجلى النشاط المولد للأوعية الدموية للمستحضر عند إعطائه مباشرةً إلى المنطقة الإقفارية، وكذلك عند إعطائه جهازيًا (عضليًا)، مما أدى إلى انخفاض متوسط مساحة ندبة ما بعد الاحتشاء.

في أي نوع من أنواع زراعة الأنسجة العصبية الجنينية، من الضروري للغاية اختيار عمر الحمل للمادة الجنينية المزروعة بدقة. أظهر التحليل المقارن لفعالية تحضيرات الخلايا من الدماغ المتوسط البطني الجنيني لأجنة فئران عمرها 8 و14 و16-17 يومًا بعد ثلاثة أشهر من زراعة الأعصاب داخل المخطط لفئران ناضجة مصابة بمرض باركنسون، في الاختبار الآلي لعدم التماثل الحركي الناتج عن الأبومورفين، فعالية أعلى بكثير لتحضيرات خلايا الجهاز العصبي المركزي من أجنة عمرها 8 أيام، وأقل فعالية من الأنسجة العصبية الجنينية التي عمرها 16-17 يومًا. ارتبطت البيانات التي تم الحصول عليها بنتائج التحليل الهيستومورفولوجي، وتحديدًا بحجم عمليات الزرع، وشدة التفاعل الدبقي، وعدد الخلايا العصبية الدوبامينية فيها.

قد ترتبط الاختلافات في التأثير العلاجي لخلايا الأنسجة العصبية الجنينية بكل من درجة عدم نضج الخلايا نفسها ومدى التزامها، واستجاباتها المختلفة لعوامل النمو المُطلقة في منطقة الضرر المُستحث للخلايا العصبية الدوبامينية. وعلى وجه الخصوص، يظهر تأثير عامل نمو البشرة (EGF) وعامل نمو الخلايا الليفية (FGF2) على نمو الخلايا الجذعية العصبية للدماغ الأمامي في الجسم الحي في مراحل مختلفة من التكوين الجنيني. تتكاثر الخلايا الظهارية العصبية لأجنة فئران عمرها 8.5 يوم، عند زراعتها في المختبر في وسط خالٍ من المصل، في وجود عامل نمو البشرة (FGF2)، ولكن ليس في وجود عامل نمو البشرة (EGF)، الذي لا تستجيب له إلا مجموعات من الخلايا الجذعية المعزولة من دماغ الأجنة في مراحل لاحقة من النمو. في الوقت نفسه، تتكاثر الخلايا الجذعية العصبية استجابةً لكلٍّ من هذه العوامل المُحفزة للانقسام، وتُعزز النمو بشكل إضافي في حالة إضافة عامل نمو البشرة (EGF) وعامل نمو الخلايا الليفية (FGF2) إلى مزرعة ذات كثافة بذر خلوية منخفضة. تُعتبر الخلايا الجذعية العصبية المتفاعلة مع عامل نمو البشرة (EGF) من المناطق الجرثومية لأجنة فئران عمرها 14.5 يومًا، نسلًا خطيًا للخلايا الجذعية العصبية المتفاعلة مع عامل نمو البشرة (FGF) التي تظهر لأول مرة بعد 8.5 يومًا من الحمل. يعتمد النمط الظاهري المحتمل للخلايا الجذعية العصبية والخلايا السلفية على التأثير المعقد لبيئتها الدقيقة. كشف التنميط المناعي للخلايا العصبية من المناطق المحيطة بالبطينات والحُصين لأجنة بشرية أعمارها 8-12 و17-20 أسبوعًا، باستخدام قياس التدفق الخلوي الفلوري، عن تباين كبير مرتبط بكل من عمر الحمل والخصائص الدستورية الفردية للمادة الحيوية المانحة. عند زراعة هذه الخلايا السلفية العصبية في وسط انتقائي خالٍ من المصل مع عامل نمو البشرة (EGF) وعامل نمو البشرة 2 (FGF2) وعامل نمو الخلايا العصبية (NGF)، تتشكل الكرات العصبية بمعدل يعتمد بشكل كبير على عمر الحمل. حافظت خلايا من أجزاء مختلفة من دماغ أجنة بشرية تتراوح أعمارها بين 5 و13 أسبوعًا، عند زراعتها لفترة وجيزة مع FGF2 في مزرعة أحادية الطبقة على ركيزة لامينين بوجود كميات ضئيلة من عوامل النمو، على تكاثرها لمدة 6 أسابيع مع نسبة عالية من الخلايا الموجبة للنيستين على خلفية التكوين التلقائي للخلايا التي تحمل علامات جميع خطوط التمايز العصبي الثلاثة. تتكاثر الخلايا المعزولة من الدماغ الأوسط لجنين بشري في فترة حمل تتجاوز 13 أسبوعًا تحت تأثير EGF وتشكل أيضًا كرات عصبية. تم تحقيق تأثير تآزري باستخدام مزيج من EGF وFGF2. لوحظ تكاثر شديد للخلايا الجذعية العصبية مع تكوين كرات عصبية عند زراعة نسيج القشرة المخية لأجنة بشرية تتراوح أعمارها بين 6 و8 أسابيع بوجود EGF2 وIGF1 و5٪ مصل الحصان على ركيزة مع الفيبرونيكتين.

تجدر الإشارة إلى أن الأسئلة المتعلقة بعمر الحمل وجزء الجهاز العصبي المركزي الجنيني، الذي يُفضل استخدام أنسجته لغرض زراعة الأعصاب، لا تزال مفتوحة. ينبغي البحث عن إجاباتها في عملية تكوين الخلايا العصبية للدماغ النامي، والتي تستمر طوال فترة ما قبل الولادة - في الوقت الذي تُشكل فيه ظهارة الأنبوب العصبي بنية متعددة الطبقات. يُعتقد أن الخلايا الدبقية الشعاعية هي مصدر الخلايا الجذعية والخلايا العصبية الجديدة، وهي خلايا مستطيلة ذات نتوءات طويلة موجهة شعاعيًا بالنسبة لجدار حويصلات الدماغ، ومتصلة بالسطح الداخلي للبطينين والسطح الحنوني الخارجي لجدار الدماغ. في السابق، كانت الخلايا الدبقية الشعاعية تُخصص فقط لوظيفة المسار العصبي الذي تهاجر عبره الخلايا الأرومية العصبية من المنطقة البطنية إلى الأجزاء السطحية، كما كان لها دور هيكلي في عملية تكوين التنظيم الصفحي الصحيح للقشرة. ثبت اليوم أنه مع تقدم النمو، تتحول الخلايا الدبقية الشعاعية إلى خلايا نجمية. ينخفض جزء كبير منها لدى الثدييات فور الولادة، أما في الأنواع الحيوانية التي تبقى فيها الخلايا الدبقية الشعاعية حتى البلوغ، فيحدث تكوين الخلايا العصبية بنشاط في فترة ما بعد الولادة.

في المزرعة، شكّلت الخلايا الدبقية الشعاعية من القشرة المخية الحديثة الجنينية للقوارض عصبونات وخلايا دبقية، حيث تكوّنت العصبونات بشكل رئيسي في عمر الحمل من 14 إلى 16 يومًا من نمو الجنين (فترة ذروة تكوّن الخلايا العصبية في القشرة المخية للفئران والجرذان). في اليوم الثامن عشر من التكوّن الجنيني، تحوّل التمايز نحو تكوّن الخلايا النجمية مع انخفاض ملحوظ في عدد العصبونات المُشكّلة حديثًا. مكّن وسم الخلايا الدبقية الشعاعية في الموقع باستخدام البروتين الفلوري الأخضر (GFP) من اكتشاف انقسام غير متماثل للخلايا المُسمّاة في تجويف الحويصلات المخية لأجنة فئران تتراوح أعمارها بين 15 و16 يومًا، مع ظهور خلايا ابنة ذات خصائص مناعية وكهربية فيزيولوجية للخلايا العصبية البدائية. يُذكر أنه وفقًا لنتائج الملاحظات الديناميكية، تستخدم الخلايا العصبية البدائية الناشئة الخلية الأم للخلايا الدبقية الشعاعية للهجرة إلى السطح الخشن.

العلامة الذاتية للخلايا الدبقية الشعاعية هي بروتين الخيوط الوسيطة نستين. باستخدام طريقة الفرز التدفقي الفلوري للخلايا الموسومة بفيروس رجعي مرتبط بالبروتين الفلوري الأخضر (GFP) والمُعبَّر عنها بتحكم نستين، تبيَّن أن الخلايا الجذعية للتلفيف المسنن ونتوء الحصين البشري (المادة التي تم الحصول عليها أثناء عمليات الصرع) تُعبِّر عن نستين. لذلك، تنتمي هذه الخلايا إلى الخلايا الدبقية الشعاعية، والتي تُحفظ لدى البشر، كما هو الحال في الثدييات الأخرى، فقط في التلفيف المسنن.

في الوقت نفسه، لا تُحدَّد كفاءة زراعة الخلايا فقط بالقدرة العالية على بقاء خلايا المتبرع، وقدرتها على التمايز، وقدرتها على استبدال الخلايا التالفة، بل تُحدَّد، في المقام الأول، بهجرتها الموجهة. يعتمد التكامل الوظيفي الكامل للخلايا المزروعة على قدرتها على الهجرة - دون الإخلال بالبنية الخلوية لدماغ المتلقي. ولأن الخلايا الدبقية الكعبرية تشهد انكماشًا شبه كامل في فترة ما بعد الولادة، كان من الضروري معرفة كيفية انتقال خلايا المتبرع من منطقة الزرع إلى موقع تلف الدماغ لدى المتلقين البالغين. هناك نوعان مختلفان من هجرة الخلايا إلى الجهاز العصبي المركزي لا يعتمدان على الخلايا الدبقية الكعبرية: ظاهرة الهجرة المماسية أو حركة الخلايا العصبية الأرومية أثناء نمو القشرة المخية بشكل عمودي على شبكة الخلايا الدبقية الكعبرية، بالإضافة إلى الهجرة "صفًا" أو "على طول سلسلة". على وجه الخصوص، تحدث هجرة الخلايا السلفية العصبية من المنطقة تحت البطينية الأمامية إلى البصلة الشمية كتسلسل من الخلايا المتجاورة بإحكام والمحاطة بالخلايا الدبقية. يُعتقد أن هذه الخلايا تستخدم الخلايا الشريكة كركيزة للهجرة، وأن المنظم الرئيسي لهذه التفاعلات بين الخلايا هو PSA-NCAM (جزيء التصاق الخلايا العصبية متعدد السيالات). لذلك، لا تتطلب هجرة الخلايا العصبية بالضرورة مشاركة الخلايا الدبقية الشعاعية أو الوصلات المحورية الموجودة مسبقًا. ويستمر الشكل خارج الشعاعي لحركة الخلايا في "خيط" على طول مسار الهجرة الأمامية طوال الحياة، مما يشير إلى إمكانية حقيقية لتوصيل الخلايا السلفية العصبية المزروعة إلى الجهاز العصبي الناضج.

هناك فرضية حول وجود سلالة من الخلايا الجذعية في عملية تكوين الدماغ، مفادها أن الخلية الجذعية في المراحل المبكرة من نمو الدماغ تكون خلية ظهارية عصبية، تتحول مع نضجها إلى خلايا دبقية شعاعية. في مرحلة البلوغ، تؤدي الخلايا التي تتميز بخصائص الخلايا النجمية دور الخلايا الجذعية. على الرغم من وجود عدد من النقاط المثيرة للجدل (التناقضات المتعلقة بالخلايا الجذعية للحُصين، وكذلك الأجزاء العميقة من الدماغ التي لا تحتوي على قشرة طبقية وتتطور من درنات المهاد، حيث لا توجد الخلايا الدبقية الشعاعية)، إلا أن المفهوم الواضح والبسيط للتغير المستمر في النمط الظاهري للخلايا الجذعية طوال عملية تكوين الدماغ يبدو جذابًا للغاية.

لقد ثبت بوضوح تأثير العوامل البيئية الدقيقة على تحديد الخلايا العصبية المتمايزة وتمايزها اللاحق من خلال زراعة خلايا جذعية ناضجة من النخاع الشوكي للفئران في مناطق مختلفة من الجهاز العصبي الناضج. عند زراعة الخلايا الجذعية في التلفيف المسنن أو في منطقة هجرة الخلايا العصبية في البصلات الشمية، لوحظت هجرة نشطة للخلايا المزروعة، مع تكوين العديد من الخلايا العصبية. أدى زرع الخلايا الجذعية في النخاع الشوكي ومنطقة قرن آمون إلى تكوين الخلايا النجمية والخلايا قليلة التغصن، بينما أدى زرعها في التلفيف المسنن إلى تكوين ليس فقط الخلايا الدبقية، بل أيضًا الخلايا العصبية.

في الفئران البالغة، يمكن أن يصل عدد الخلايا المنقسمة في التلفيف المسنن إلى عدة آلاف يوميًا، أي أقل من 1% من إجمالي عدد الخلايا الحبيبية. تُشكل الخلايا العصبية ما بين 50% و90% من الخلايا، بينما تُشكل الخلايا النجمية والعناصر الدبقية الأخرى حوالي 15%. لا تمتلك الخلايا المتبقية خصائص مستضدية للخلايا العصبية والدبقية، ولكنها تحتوي على مستضدات الخلايا البطانية، مما يُشير إلى وجود علاقة وثيقة بين تكوين الخلايا العصبية وتكوين الأوعية الدموية في التلفيف المسنن. يُشير مؤيدو إمكانية تمايز الخلايا البطانية إلى خلايا سليفة عصبية إلى قدرة الخلايا البطانية في المختبر على تخليق عامل التغذية العصبية المشتق من الدماغ (BDNF).

سرعة التجميع الذاتي للدوائر العصبية مثيرة للإعجاب: أثناء التمايز، تهاجر الخلايا السلفية للخلايا الحبيبية إلى التلفيف المسنن وتشكل عمليات تنمو نحو منطقة SAZ في قرن آمون وتشكل مشابك مع الخلايا العصبية الهرمية المثبطة للغلوتامات والخلايا العصبية المتداخلة. يتم دمج الخلايا الحبيبية التي تم إنشاؤها حديثًا في الدوائر العصبية الموجودة في غضون أسبوعين، وتظهر المشابك الأولى في وقت مبكر يصل إلى 4-6 أيام بعد ظهور الخلايا الجديدة. من خلال الإعطاء المتكرر لـ BrdU أو 3H-thymidine (إحدى طرق تحديد الخلايا الجذعية البالغة) للحيوانات الناضجة، تم العثور على عدد كبير من الخلايا العصبية المصنفة والخلايا النجمية في قرن آمون، مما يشير إلى إمكانية تكوين خلايا عصبية جديدة ليس فقط في التلفيف المسنن، ولكن أيضًا في أجزاء أخرى من الحصين. يعود الاهتمام بعمليات الانقسام والتمايز وموت الخلايا في التلفيف المسنن للحُصين في الدماغ الناضج أيضًا إلى حقيقة أن الخلايا العصبية المتكونة هنا تقع في إحدى المناطق الرئيسية في الحُصين، المسؤولة عن عمليات التعلم والذاكرة.

وهكذا، ثبت اليوم أن الخلايا السلفية العصبية تنشأ من خلايا المنطقة تحت البطانة العصبية للبطين الجانبي للقوارض البالغة. تهاجر هذه الخلايا على طول مسار الهجرة الأمامي الذي تتشكله الخلايا النجمية الدبقية الموجهة طوليًا إلى البصلة الشمية، حيث تندمج في طبقة الخلايا الحبيبية وتتمايز إلى خلايا عصبية من هذا الهيكل. وقد رُصدت هجرة الخلايا العصبية السلفية في مسار الهجرة الأمامي للقرود البالغة، مما يشير إلى إمكانية تكوين خلايا عصبية جديدة في البصلة الشمية للرئيسيات. وقد عُزلت الخلايا الجذعية العصبية من البصلة الشمية للإنسان البالغ ونُقلت إلى سلالات، حيث تتمايز خلاياها المستنسخة إلى خلايا عصبية وخلايا نجمية وخلايا قليلة التغصن. وقد عُثر على خلايا جذعية في حُصين الدماغ الناضج للجرذان والفئران والقرود والبشر. تُعدّ الخلايا الجذعية العصبية للمنطقة تحت الحبيبية من اللفافة المسننة مصدرًا للخلايا السلفية المهاجرة إلى الأطراف الإنسية والجانبية للحُصين، حيث تتمايز إلى خلايا حبيبية ناضجة وعناصر دبقية. تُتبّع محاور الخلايا العصبية المُشكّلة حديثًا لللفافة المسننة إلى المجال CA3، مما يدل على مشاركة الخلايا العصبية المُشكّلة حديثًا في تنفيذ وظائف الحُصين. في مناطق الارتباط بالقشرة المخية الحديثة لدى القرود البالغة، عُثر على خلايا سلفية عصبية هاجرة من المنطقة تحت البطينية. في الطبقة السادسة من القشرة المخية الحديثة لدماغ الفأر، تُكتشف خلايا عصبية هرمية جديدة بعد 2-28 أسبوعًا من تلف وموت الخلايا العصبية الأصلية لهذه الطبقة نتيجة هجرة الخلايا السلفية الخاملة سابقًا في المنطقة تحت البطينية. وأخيرًا، يتضح واقع تكوين الخلايا العصبية بعد الولادة في الدماغ البشري من خلال زيادة مضاعفة في عدد الخلايا العصبية القشرية، والتي تستمر خلال السنوات الست الأولى بعد الولادة.

تُعدّ مسألة تنظيم عمليات تكاثر وتمايز الخلايا الجذعية العصبية والخلايا السلفية ذات أهمية بالغة في مجال زراعة الخلايا العملية. وتُعدّ الجلوكوكورتيكويدات، التي تُقلّل بشكل كبير من عدد الانقسامات، أهم العوامل التي تُثبّط تكاثر الخلايا السلفية العصبية، بينما يُؤدي استئصال الغدد الكظرية، على العكس من ذلك، إلى زيادة كبيرة في عدد الانقسامات (جولد، 1996). يُشار إلى أن التكوّن الشكلي للتلفيف المسنن لدى القوارض يكون في أوج شدته خلال الأسبوعين الأولين من نمو ما بعد الولادة، خلال فترة غياب رد الفعل تجاه الإجهاد، وذلك على خلفية انخفاض حاد في إنتاج وإفراز الهرمونات الستيرويدية في قشرة الغدة الكظرية. تُثبّط الكورتيكوستيرويدات هجرة الخلايا الحبيبية، حيث لا تندمج الخلايا العصبية الجديدة في الطبقة الحبيبية للتلفيف المسنن، بل تبقى في النتوء. ويُفترض أن عمليات تكوين الوصلات المشبكية تُعطّل في الوقت نفسه. تتم حماية الخلايا من هذا "العدوان الستيرويدي" من خلال التعبير الضئيل لمستقبلات القشرانيات المعدنية والجلوكوكورتيكويدية على الخلايا الحبيبية المتكاثرة، ليس فقط أثناء نمو التلفيف المسنن، ولكن أيضًا في الحيوانات البالغة. ومع ذلك، من بين جميع الخلايا العصبية في الدماغ، تتميز خلايا الحُصين بأعلى محتوى من مستقبلات الجلوكوكورتيكويد، مما يسبب تأثير الإجهاد على الحُصين. يُثبط الإجهاد النفسي والعاطفي والمواقف العصيبة تكوين الخلايا العصبية، ويُقلل الإجهاد المزمن بشكل حاد من قدرة الحيوانات على اكتساب مهارات جديدة والتعلم. يمكن فهم التأثير السلبي الأكثر وضوحًا للإجهاد المزمن على تكوين الخلايا العصبية إذا أخذنا في الاعتبار حالة الخمول السائدة للخلايا الجذعية العصبية. عند تثبيت الفئران الحوامل (بالنسبة للقوارض - عامل إجهاد قوي للغاية)، وُجد أن الإجهاد قبل الولادة يُسبب أيضًا انخفاضًا في عدد الخلايا في التلفيف المسنن ويُثبط تكوين الخلايا العصبية بشكل كبير. من المعروف أن الجلوكوكورتيكويدات تُسهم في التسبب في حالات الاكتئاب، والتي يُعادلها مورفولوجيًا تثبيط تكوين الخلايا العصبية، وإعادة التنظيم المرضي للخلايا العصبية والوصلات بين الخلايا العصبية، وموت الخلايا العصبية. من ناحية أخرى، تُنشّط عوامل العلاج الكيميائي المضادة للاكتئاب تكوين الخلايا العصبية الجديدة، مما يؤكد العلاقة بين عمليات تكوين الخلايا العصبية الجديدة في الحُصين وتطور الاكتئاب. لهرمون الإستروجين تأثير كبير على تكوين الخلايا العصبية، وهو تأثير معاكس لتأثير الجلوكوكورتيكويدات، ويتمثل في دعم تكاثر الخلايا السلفية العصبية وحيويتها. تجدر الإشارة إلى أن هرمون الإستروجين يزيد بشكل كبير من قدرة الحيوانات على التعلم. يربط بعض الباحثين التغيرات الدورية في عدد الخلايا الحبيبية وزيادة عددها لدى الإناث بتأثير هرمون الإستروجين.

من المعروف أن تكوين الخلايا العصبية يتحكم فيه عامل نمو البشرة (EGF) وعامل نمو الخلايا الليفية (FGF) والعامل العصبي المشتق من الدماغ (BDNF)، إلا أن آليات تأثير الإشارات الخارجية على الخلايا الجذعية من العوامل المسببة للانقسام الخلوي وعوامل النمو لم تُدرس بشكل كافٍ. وقد ثبت أن عامل نمو الخلايا العصبية الهدبي (PDGF) في المختبر يحافظ على الاتجاه العصبي لتمايز الخلايا السلفية، وأن عامل التغذية العصبية الهدبي (CNTF)، مثل ثلاثي يودوثيرونين، يحفز تكوين العناصر الدبقية السائدة - الخلايا النجمية والخلايا قليلة التغصن. يُنشط بروتين تنشيط أدينيلات سيكليز الغدة النخامية (PACAP) والببتيد المعوي النشط للأوعية الدموية (VIP) تكاثر الخلايا السلفية العصبية، ولكنهما في الوقت نفسه يُثبطان عمليات تمايز الخلايا الوليدة. تُثبط المواد الأفيونية، وخاصةً في حالة التعرض طويل الأمد، تكوين الخلايا العصبية بشكل كبير. ومع ذلك، لم يتم تحديد مستقبلات الأفيونيات في الخلايا الجذعية والخلايا السلفية العصبية للتلفيف المسنن (وهي موجودة في الخلايا العصبية المتمايزة في الفترة الجنينية)، وهو ما لا يسمح لنا بتقييم التأثيرات المباشرة للأفيونيات.

دفعت احتياجات الطب التجديدي التجميلي العملي الباحثين إلى إيلاء اهتمام خاص لدراسة تعدد وتعدد قدرات الخلايا الجذعية. إن تطبيق هذه الخصائص على مستوى الخلايا الجذعية الإقليمية للكائن الحي البالغ قد يضمن مستقبلًا إنتاج مواد الزرع اللازمة. وقد تبين سابقًا أن التحفيز الجيني للخلايا الجذعية العصبية يسمح بالحصول على خلايا متكاثرة مُشكّلة مسبقًا وفقًا للأنماط الظاهرية العصبية، مما يحد من عددها. في حالة استخدام خصائص الخلايا الجذعية الجنينية متعددة القدرات، يحدث التكاثر حتى الحصول على عدد كافٍ من الخلايا قبل التمايز العصبي، وتتحول الخلايا المتضاعفة بسهولة إلى نمط ظاهري عصبي. للحصول على الخلايا الجذعية العصبية، تُعزل الخلايا الجذعية الجنينية من الكتلة الخلوية الداخلية للكيسة الأريمية وتُزرع في وجود عامل نمو الخلايا الجذعية (LIF) الإلزامي، مما يحافظ على تعدد قدراتها وقدرتها على الانقسام غير المحدود. بعد ذلك، يُحفز التمايز العصبي للخلايا الجذعية الجنينية باستخدام حمض الريتينويك. يصاحب زرع الخلايا الجذعية العصبية الناتجة في الجسم المخطط المتضرر بالكوينولين و6-هيدروكسي دوبامين تمايزها إلى خلايا عصبية دوبامينية وسيروتونينية. بعد حقنها في بطينات دماغ الجنين الجرذ، تهاجر الخلايا السلفية العصبية المشتقة من الخلايا الجذعية الجنينية إلى مناطق مختلفة من دماغ المتلقي، بما في ذلك القشرة، والجسم المخطط، والحاجز، والمهاد، وتحت المهاد، والمخيخ. تُشكل الخلايا المتبقية في التجويف البطيني هياكل ظهارية تشبه الأنبوب العصبي، بالإضافة إلى جزر فردية من الأنسجة غير العصبية. في نسيج دماغ الجنين المتلقي، تُنتج الخلايا المزروعة الأنواع الثلاثة الرئيسية لخلايا الجهاز العصبي. يمتلك بعضها تشعبات قمية مستطيلة، وأجسام خلوية هرمية، ومحاور قاعدية بارزة في الجسم الثفني. تمتدّ الخلايا النجمية من أصل مانح إلى الشعيرات الدموية القريبة، وتتصل الخلايا قليلة التغصن بشكل وثيق بأغشية الميالين، مشاركةً في تكوينه. وهكذا، فإن الخلايا السلفية العصبية المُستخلصة من الخلايا الجذعية الجنينية في المختبر قادرة على الهجرة الموجهة والتمايز الإقليمي بما يتناسب مع الإشارات البيئية الدقيقة، مما يزود العديد من مناطق الدماغ النامي بالخلايا العصبية والدبقية.

يدرس بعض الباحثين إمكانية تناقص تمايز الخلايا الجذعية الإقليمية للكائن البالغ. وتُقدم بيانات زراعة الخلايا الجذعية العصبية للفأر في نخاع العظم الأحمر، وما تلا ذلك من تطور سلالات خلوية منها، تأكيدًا غير مباشر على تناقص تمايز الخلايا في المزرعة مع توسع إمكاناتها، مما يُنتج خلايا نشطة وظيفيًا في الدم المحيطي. إضافةً إلى ذلك، أدى زرع خلايا كروية عصبية مُوسومة وراثيًا (LacZ) مأخوذة من دماغ ناضج أو جنيني في دماغ فئران مُشععة مع تثبيط تكوين الدم، إلى تكوين مشتقات عصبية من الخلايا الجذعية، ليس فقط، بل أدى أيضًا إلى تكوين خلايا دموية، مما يدل على تعدد قدرات الخلايا الجذعية العصبية، التي تُحقق خارج الدماغ. وهكذا، تستطيع الخلية الجذعية العصبية التمايز إلى خلايا دموية تحت تأثير إشارات من بيئة نخاع العظم الدقيقة، مع تحول أولي إلى خلية جذعية مُكونة للدم. من ناحية أخرى، عند زرع الخلايا الجذعية المكونة للدم من نخاع العظم في الدماغ، ثبت تمايزها تحت تأثير البيئة الدقيقة لأنسجة الدماغ إلى خلايا دبقية وعصبية. وبالتالي، فإن قدرة الخلايا الجذعية العصبية والمكونة للدم على التمايز لا تقتصر على خصوصية الأنسجة. بمعنى آخر، فإن عوامل البيئة الدقيقة المحلية، التي تختلف عن تلك المميزة لأنسجة الدماغ ونخاع العظم، قادرة على تغيير اتجاه تمايز هذه الخلايا. وقد تبين أن الخلايا الجذعية العصبية المُدخلة في الجهاز الوريدي للفئران المُشععة تُكوّن مجموعات من الخلايا النخاعية واللمفاوية والخلايا المكونة للدم غير الناضجة في الطحال ونخاع العظم. وفي المختبر، ثبت تأثير بروتينات نخاع العظم المورفينية (BMPs) على بقاء الخلايا الجذعية العصبية وتمايزها، مُحددةً، كما هو الحال في المراحل المبكرة من التخلق الجنيني، نموها في الاتجاهين العصبي أو الدبقي. في مزارع الخلايا الجذعية العصبية المأخوذة من أجنة فئران عمرها 16 يومًا، تُحفّز بروتينات BMP تكوين الخلايا العصبية والخلايا الدبقية النجمية، بينما في مزارع الخلايا الجذعية المأخوذة من أدمغة ما حول الولادة، لا تتكون إلا الخلايا النجمية. بالإضافة إلى ذلك، تُثبّط بروتينات BMP تكوين الخلايا الدبقية القليلة التغصن، والتي لا تظهر في المختبر إلا بإضافة نوجين، وهو مضاد لبروتين BMP.

عمليات التمايز الانتقالي غير محددة بنوع معين: تهاجر الخلايا الجذعية المكونة للدم من نخاع العظم البشري المزروعة في المخطط لدى فئران بالغة إلى المادة البيضاء في الكبسولة الخارجية، والقشرة المخية الحديثة على نفس الجانب والمقابل، حيث تُشكل عناصر خلوية شبيهة بالخلايا النجمية (عزيزي وآخرون، 1998). عند زراعة الخلايا الجذعية المكونة للدم في البطين الجانبي للفئران حديثة الولادة، يمكن تتبع هجرة الخلايا الجذعية المكونة للدم إلى هياكل الدماغ الأمامي والمخيخ. في المخطط والطبقة الجزيئية للحُصين، تتحول الخلايا المهاجرة إلى خلايا نجمية، وفي البصلة الشمية، وطبقة الخلايا الحبيبية الداخلية للمخيخ، والتكوين الشبكي لجذع الدماغ، تُشكل خلايا شبيهة بالخلايا العصبية ذات تفاعل إيجابي مع الخيوط العصبية. بعد إعطاء الخلايا المكونة للدم عن طريق الوريد للفئران البالغة، تم اكتشاف الخلايا النجمية والدقيقة المصبوغة بالبروتين الفلوري الأخضر في القشرة الحديثة والمهاد وجذع الدماغ والمخيخ.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن للخلايا الجذعية المتوسطة لنخاع العظم، والتي تُنتج جميع أنواع خلايا النسيج الضام، أن تخضع أيضًا للتحول العصبي في ظل ظروف معينة (مع الأخذ في الاعتبار أن المصدر الجيني للخلايا المتوسطة هو خلايا العرف العصبي). وقد ثبت أن خلايا نخاع العظم البشرية والفئران المزروعة في المختبر بوجود عامل نمو البشرة (EGF) أو عامل التغذية العصبية المشتق من الدماغ (BDNF) تُعبر عن علامة الخلايا السلفية العصبية، وأن إضافة توليفات مختلفة من عوامل النمو تؤدي إلى تكوين خلايا تحمل علامات الخلايا الدبقية (GFAP) والخلايا العصبية (البروتين النووي، NeuN). تهاجر الخلايا الجذعية المتوسطة المتجانسة المُوسومة، المزروعة في البطين الجانبي لدماغ الفئران حديثة الولادة، وتستقر في الدماغ الأمامي والمخيخ دون الإخلال بالبنية الخلوية لدماغ المتلقي. تتمايز الخلايا الجذعية المتوسطة من نخاع العظم إلى خلايا نجمية ناضجة في الجسم المخطط والطبقة الجزيئية للحُصين، وتملأ البصلة الشمية والطبقات الحبيبية للمخيخ والتكوين الشبكي، حيث تتحول إلى خلايا عصبية. تتمتع الخلايا الجذعية المتوسطة من نخاع العظم البشري بالقدرة على التمايز إلى خلايا دبقيّة كبيرة في المختبر، والاندماج في هياكل دماغ الجرذان بعد الزرع. كما يصاحب الزرع المباشر للخلايا الجذعية المتوسطة من نخاع العظم في حُصين الجرذان البالغة هجرتها إلى أنسجة الدماغ وتمايز الخلايا الدبقية العصبية.

يُفترض أن زراعة الخلايا الجذعية لنخاع العظم قد تُوسّع آفاق العلاج الخلوي لأمراض الجهاز العصبي المركزي التي تتميز بموت الخلايا العصبية المرضي المفرط. مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن بعض الباحثين لا يُدركون حقيقة التحول المتبادل بين الخلايا الجذعية العصبية والخلايا الجذعية المكونة للدم، وخاصةً داخل الجسم الحي، ويعود ذلك أيضًا إلى عدم وجود مؤشر موثوق لتقييم تحوّلها الجيني وتطورها المستقبلي.

تفتح زراعة الخلايا الجذعية آفاقًا جديدة للعلاج الجيني الخلوي للأمراض العصبية الوراثية. يتضمن التعديل الجيني للخلايا الجذعية العصبية إدخال بنى تنظيمية جينية، تتفاعل نواتجها مع بروتينات دورة الخلية في وضع التنظيم التلقائي. يُستخدم نقل هذه الجينات إلى الخلايا السلفية الجنينية لمضاعفة الخلايا الجذعية العصبية. تتصرف معظم نسائل الخلايا المعدلة وراثيًا كخطوط خلوية مستقرة، فلا تُظهر أي علامات تحول في الجسم الحي أو في المختبر، ولكنها تتمتع بقدرة واضحة على تثبيط التكاثر بالتلامس. عند الزرع، تندمج الخلايا المتضاعفة المنقولة في نسيج المتلقي دون الإخلال بالبنية الخلوية ودون الخضوع لتحول الورم. لا تشوه الخلايا الجذعية العصبية المانحة منطقة التكامل، وتتنافس بالتساوي مع الخلايا السلفية المضيفة على المساحة. ومع ذلك، في اليومين الثاني والثالث، تنخفض شدة انقسام الخلايا المنقولة بشكل حاد، مما يتوافق مع تثبيط تكاثرها بالتلامس في المختبر. لا تعاني الأجنة المتلقية للخلايا الجذعية العصبية المنقولة من أي تشوهات في نمو الجهاز العصبي المركزي، حيث تنمو جميع مناطق الدماغ المتصلة بالزرع بشكل طبيعي. بعد الزرع، تهاجر نسائل الخلايا الجذعية العصبية بسرعة من منطقة الحقن، وغالبًا ما تتجاوز المناطق الجنينية المقابلة على طول المسار الأمامي، مندمجة بشكل كافٍ مع مناطق أخرى من الدماغ. يُعد اندماج النسائل المعدلة وراثيًا وسلالات الخلايا الجذعية العصبية المنقولة في دماغ الكائن الحي المضيف سمةً مميزةً لا تقتصر على الفترة الجنينية فحسب، بل تُزرع هذه الخلايا في مناطق عديدة من الجهاز العصبي المركزي للجنين، والوليد، والبالغ، وحتى المتلقي المُسن، وتُظهر قدرةً على التكامل والتمايز بشكل كافٍ. وبشكلٍ خاص، بعد الزرع في التجويف البطيني للدماغ، تهاجر الخلايا المنقولة دون الإضرار بالحاجز الدموي الدماغي، وتصبح مكونات خلوية وظيفية متكاملة لأنسجة الدماغ. تُشكل الخلايا العصبية المانحة مشابك عصبية مناسبة وتُعبر عن قنوات أيونية محددة. مع الحفاظ على سلامة حاجز الدم الدماغي، تعمل الخلايا النجمية، وهي مشتقة من الخلايا الجذعية العصبية المنقولة، على توسيع العمليات إلى الأوعية الدماغية، وتعبر الخلايا القليلة التغصن المشتقة من المتبرع عن بروتين الميالين الأساسي وتغطي العمليات العصبية بالميالين.

بالإضافة إلى ذلك، تُحوَّل الخلايا الجذعية العصبية وراثيًا لاستخدامها كنواقل خلوية. تُوفِّر هذه التراكيب الوراثية الناقلة تعبيرًا مستقرًا داخل الجسم الحي للجينات الغريبة المشاركة في نمو الجهاز العصبي، أو تُستخدم لتصحيح العيوب الجينية الموجودة، لأن نواتج هذه الجينات قادرة على تعويض مختلف التشوهات الكيميائية الحيوية في الجهاز العصبي المركزي. يُتيح لنا النشاط العالي لهجرة الخلايا الجذعية المنقولة وراثيًا، وزراعتها الكافية في المناطق الجرثومية لمختلف مناطق الدماغ النامي، الأمل في استعادة كاملة للنقص الوراثي في الإنزيمات الخلوية. في نمذجة متلازمة ترنح توسع الشعيرات (سلالات الفئران الطافرة pg وpcd)، تختفي خلايا بركنجي من مخيخ الحيوانات التجريبية خلال الأسابيع الأولى من نموها بعد الولادة. وقد ثَبُتَ أن إدخال الخلايا الجذعية العصبية إلى دماغ هذه الحيوانات يترافق مع تمايزها إلى خلايا بركنجي وخلايا عصبية حبيبية. في طفرات pcd، تُصحَّح اضطرابات تنسيق الحركة جزئيًا، وتنخفض شدة الرعشة. تم الحصول على نتائج مماثلة من خلال زرع خلايا جذعية عصبية بشرية مستنسخة في الرئيسيات، حيث تم تحفيز انحلال خلايا بوركنجي باستخدام إنزيم أونكوناز. بعد الزرع، وُجدت خلايا جذعية عصبية من المتبرع في الطبقات الحبيبية والجزيئية وخلايا بوركنجي من النسيج المخيخي. لذلك، يمكن للتعديل الجيني للخلايا السلفية العصبية أن يوفر تعديلًا ثابتًا وملتزمًا للنمط الظاهري، مقاومًا للتأثيرات الخارجية. وهذا مهم بشكل خاص في العمليات المرضية المرتبطة بتطور عوامل لدى المتلقي تمنع بقاء وتمايز خلايا المتبرع (مثلًا، أثناء العدوان المناعي).

يتميز داء عديد السكاريد المخاطي من النوع السابع لدى البشر بالتنكس العصبي والإعاقة الذهنية التقدمية، والتي تُحاكيها الفئران من خلال طفرة حذف في جين بيتا-غلوكورونيداز. بعد زرع الخلايا الجذعية العصبية المُحوّلة التي تُفرز بيتا-غلوكورونيداز في البطينات الدماغية لفئران متلقية حديثة الولادة مصابة بعيوب خلقية، تُوجد الخلايا المانحة أولًا في المنطقة الطرفية ثم تنتشر في جميع أنحاء نسيج الدماغ، مما يُصحح بشكل ثابت سلامة الليزوزومات في دماغ الفئران الطافرة. في نموذج لداء تاي-ساكس، تُوفر الخلايا الجذعية العصبية المُحوّلة بالفيروسات القهقرية، عند إعطائها لأجنة الفئران في الرحم وزرعها في الفئران حديثة الولادة، تعبيرًا فعالًا عن الوحدة الفرعية بيتا من بيتا-هيكسوزامينيداز لدى المتلقيات المصابات بطفرة تؤدي إلى تراكم مرضي لبيتا2-غانغليوسيد.

من الاتجاهات الأخرى للطب التجديدي تحفيز القدرة التكاثرية والتمايزية للخلايا الجذعية العصبية للمريض. وتحديدًا، تُفرز الخلايا الجذعية العصبية NT-3 أثناء تشريح النخاع الشوكي واختناق الدماغ لدى الجرذان، وتُعبر عن عامل نمو الأعصاب (NGF) وعامل التغذية العصبية المشتق من الدماغ (BDNF) في الحاجز والعقد القاعدية، وتُعبر عن هيدروكسيلاز التيروزين في الجسم المخطط، بالإضافة إلى الريلين في المخيخ وبروتين الميالين الأساسي في الدماغ.

ومع ذلك، من الواضح أن قضايا تحفيز التولد العصبي لا تحظى بالاهتمام الكافي. تشير بعض الدراسات إلى أن الحمل الوظيفي على المراكز العصبية المسؤولة عن تمييز الروائح ينعكس في تكوين خلايا عصبية جديدة. في الفئران المعدلة وراثيًا التي تعاني من نقص في جزيئات الالتصاق العصبي، ترافق انخفاض شدة التولد العصبي وانخفاض عدد الخلايا العصبية المهاجرة إلى البصيلات الشمية مع ضعف القدرة على تمييز الروائح، على الرغم من عدم وجود أي خلل في عتبة إدراك الرائحة والذاكرة الشمية قصيرة المدى. تلعب الحالة الوظيفية لخلايا التلفيف المسنن دورًا مهمًا في تنظيم التولد العصبي: إذ يُعزز ضعف تأثير الغلوتامات على الخلايا الحبيبية بعد تدمير القشرة الشمية الداخلية تكاثر الخلايا العصبية وتمايزها، كما يُؤدي تحفيز ألياف المسار الثاقب (المدخل الوارد الرئيسي للحُصين) إلى تثبيط التولد العصبي. تُنشّط مُضادات مُستقبلات NMDA عمليات تكوين الخلايا العصبية الجديدة، بينما تُخفّض المُنشّطات، على العكس من ذلك، شدة تكوين الخلايا العصبية، وهو ما يُشبه في الواقع تأثير الجلوكوكورتيكوستيرويدات. وتُشير الأدبيات إلى نتائج بحثية مُتناقضة: فالمعلومات المُتعلقة بالتأثير المُثبّط المُثبّط تجريبيًا للناقل العصبي المُثير، الغلوتامات، على تكوين الخلايا العصبية لا تتسق مع البيانات المُتعلقة بتحفيز تكاثر الخلايا السلفية وظهور خلايا عصبية جديدة مع زيادة نشاط النوبات في حُصين الحيوانات المُستخدمة لنماذج تجريبية للصرع باستخدام الكاين والبيلوكاربين. في الوقت نفسه، في النموذج التقليدي للصرع الناتج عن تحفيز مُتعدد دون العتبة لمنطقة مُعينة من الدماغ (الاشتعال) والذي يتميز بموت الخلايا العصبية بشكل أقل وضوحًا، تزداد شدة تكوين الخلايا العصبية فقط في المرحلة المُتأخرة من الاشتعال، عندما يُلاحظ تلف الخلايا العصبية وموتها في الحُصين. لقد ثبت أن نشاط النوبات في الصرع يحفز تكوين الخلايا العصبية مع وجود مواقع غير طبيعية لخلايا عصبية حبيبية جديدة، يظهر العديد منها ليس فقط في التلفيف المسنن، بل أيضًا في النتوء. تُعد هذه الخلايا العصبية ذات أهمية كبيرة في نمو الألياف الطحلبية، حيث تُشكل محاورها العصبية روابط عكسية غائبة عادةً تُشكل العديد من المشابك العصبية مع الخلايا الحبيبية المجاورة.

يفتح استخدام الخلايا الجذعية العصبية الإقليمية آفاقًا جديدة لتطبيق زراعة الخلايا في علاج الأمراض التنكسية العصبية الأيضية والوراثية، وأمراض إزالة الميالين، واضطرابات ما بعد الصدمة في الجهاز العصبي المركزي. قبل إجراء زراعة الخلايا البديلة وفقًا لإحدى الطرق، يُختار ويُوسّع النوع المطلوب من الخلايا السلفية العصبية خارج الجسم الحي، بهدف إدخالها لاحقًا مباشرةً إلى المنطقة المتضررة من الدماغ. ويعود التأثير العلاجي في هذه الحالة إلى استبدال الخلايا التالفة أو إطلاق عوامل النمو والسيتوكينات موضعيًا. تتطلب هذه الطريقة من العلاج التجديدي التجميلي زراعة عدد كبير بما يكفي من الخلايا ذات الخصائص الوظيفية المحددة مسبقًا.

ينبغي أيضًا النظر في إجراء دراسات إضافية حول الخصائص الجزيئية وإمكانات الخلايا الجذعية الدماغية الناضجة في التجدد والبلاستيك، بالإضافة إلى قدرة الخلايا الجذعية الإقليمية من أصول نسيجية مختلفة على التمايز. وقد أُجريت حاليًا فحوصات لمستضدات الخلايا الجذعية المكونة للدم من نخاع العظم، مع تحديد توليفة خلايا مميزة قادرة على التمايز إلى خلايا سلفية جذعية عصبية (CD 133+، 5E12+، CD34-، CD45-، CD24). وقد تم الحصول على خلايا تُشكل كرات عصبية في المختبر، وتُشكل خلايا عصبية عند زرعها في أدمغة فئران حديثة الولادة تعاني من نقص المناعة. وتُعدّ نتائج الدراسات حول إمكانية الزرع المتبادل للخلايا الجذعية في أفراد من فصائل متباعدة تطوريًا ذات أهمية في مجال زراعة الأعضاء الخلوية. لا تزال نتائج زراعة الخلايا الجذعية العصبية في منطقة ورم الدماغ دون تفسير دقيق: فالخلايا المزروعة تهاجر بنشاط في جميع أنحاء الورم دون تجاوز حدوده، وعند إدخال الخلايا إلى الجزء السليم من الدماغ، يُلاحَظ هجرتها النشطة نحو الورم. ويبقى السؤال حول الأهمية البيولوجية لهذه الهجرة مفتوحًا.

تجدر الإشارة إلى أن زراعة الخلايا الجذعية العصبية، بالإضافة إلى الخلايا السلفية العصبية الأخرى المأخوذة من الخلايا الجذعية الجنينية، لا تُجرى بنجاح إلا باستخدام خلايا سلفية عصبية عالية النقاء، لأن الخلايا الجذعية الجنينية غير المتمايزة تتحول حتمًا إلى أورام مسخي وسرطانات مسخي عند زراعتها في متلقي بالغ ذي كفاءة مناعية. حتى وجود كمية ضئيلة من الخلايا ضعيفة التمايز في مُعلق الخلايا المانحة يزيد بشكل حاد من قدرة الزرع على التسرطن، ويزيد بشكل غير مقبول من خطر تطور الورم أو تكوين أنسجة غير عصبية. يمكن الحصول على مجموعات متجانسة من الخلايا السلفية العصبية عند استخدام الخلايا التي تنشأ في مراحل معينة من التخلق الجنيني الطبيعي كمصدر بديل لأنسجة المتبرع. يتضمن نهج آخر الاستبعاد الدقيق لمجموعات الخلايا غير المرغوب فيها عن طريق الانتقاء حسب السلالة. كما أن استخدام الخلايا الجذعية الجنينية في زراعة الأعصاب بعد تعرضها غير الكافي لعوامل النمو في المختبر أمر خطير أيضًا. في هذه الحالة لا يمكن استبعاد فشل برنامج التمايز العصبي مع تكوين الهياكل الكامنة في الأنبوب العصبي.

من الواضح اليوم أن الخلايا الجذعية العصبية تُبدي توجهًا نحو مناطق مُتغيرة مرضيًا في الجهاز العصبي المركزي، ولها تأثير تجديدي-بلاستيكي واضح. تُحاكي البيئة الدقيقة في موقع موت خلايا الأنسجة العصبية اتجاه تمايز الخلايا المزروعة، مما يُعوض نقص عناصر عصبية مُحددة في منطقة تلف الجهاز العصبي المركزي. في بعض العمليات التنكسية العصبية، تنشأ إشارات عصبية لإعادة تكوين الخلايا العصبية، وتستطيع الخلايا الجذعية العصبية للدماغ الناضج الاستجابة لهذه المعلومات المفيدة. تُمثل العديد من البيانات التجريبية توضيحًا واضحًا للإمكانات العلاجية للخلايا الجذعية العصبية. يُساعد إعطاء نسخة من الخلايا الجذعية العصبية داخل الفص الصدغي للحيوانات مع ربط الشريان الدماغي الأوسط (نموذج للسكتة الدماغية الإقفارية) على تقليل مساحة وحجم المنطقة المُتغيرة تدميريًا في الدماغ، خاصةً في حالة زراعة الخلايا الجذعية العصبية مع عامل النمو الليفي 2 (FGF2). من الناحية المناعية الكيميائية، لوحظت هجرة الخلايا المانحة إلى المنطقة الإقفارية، مع اندماجها اللاحق مع خلايا دماغ المتلقي السليمة. يُحسّن زرع خلايا غير ناضجة من خط الخلايا الظهارية العصبية MHP36 للفأر في دماغ الفئران المصابة بسكتة دماغية تجريبية الوظيفة الحسية الحركية، كما يُعزز إدخال هذه الخلايا في البطينات الدماغية الوظيفة الإدراكية. يُزيل زرع الخلايا المكونة للدم المُشكَّلة عصبيًا من نخاع العظم البشري للفئران خلل القشرة المخية الناتج عن الضرر الإقفاري. في هذه الحالة، تهاجر الخلايا السلفية العصبية الغريبة من موقع الحقن إلى منطقة التغيرات المدمرة في أنسجة الدماغ. يؤدي زرع خلايا نخاع العظم المتجانسة داخل الجمجمة في حالة الضرر الرضحي للقشرة المخية لدى الفئران إلى استعادة جزئية للوظيفة الحركية. تُطعّم الخلايا المانحة، وتتكاثر، وتخضع للتمايز العصبي إلى خلايا عصبية وخلايا نجمية، ثم تهاجر نحو الآفة. عند حقنها في المخطط لدى الفئران البالغة المصابة بسكتة دماغية تجريبية، تعمل الخلايا الجذعية العصبية البشرية المستنسخة على استبدال خلايا الجهاز العصبي المركزي التالفة واستعادة وظائف المخ المتدهورة جزئيًا.

تُعزل الخلايا الجذعية العصبية البشرية بشكل رئيسي من الدماغ الخلفي الجنيني، الذي يتطور في مرحلة متأخرة جدًا عن الأجزاء التي تقع في ذيل الجذع العصبي. وقد ثبتت إمكانية عزل الخلايا الجذعية العصبية من الحبل الشوكي لجنين بشري عمره 43-137 يومًا، حيث تُشكل هذه الخلايا، في وجود عامل نمو البشرة (EGF) وعامل نمو البشرة 2 (FGF2)، كرات عصبية وتُظهر قدرات متعددة في المراحل المبكرة، حيث تتمايز إلى خلايا عصبية وخلايا نجمية. ومع ذلك، فإن زراعة الخلايا السلفية العصبية على المدى الطويل (أكثر من عام واحد) تحرمها من هذه القدرات المتعددة - فهذه الخلايا قادرة على التمايز فقط إلى خلايا نجمية، أي أنها تصبح أحادية القدرة. يمكن الحصول على الخلايا الجذعية العصبية الإقليمية نتيجة استئصال جزئي للبصلة، وبعد تكاثرها في المزرعة بوجود عامل نمو النخاع الشوكي (LIF)، تُزرع في نفس المريض الذي يعاني من تغيرات عصبية تنكسية في أجزاء أخرى من الجهاز العصبي المركزي. في العيادة، أُجري لأول مرة علاج الخلايا البديلة باستخدام الخلايا الجذعية العصبية لعلاج مرضى السكتة الدماغية المصحوبة بتلف في العقد القاعدية للدماغ. ونتيجةً لزراعة خلايا من متبرعين، لوحظ تحسن في الحالة السريرية لمعظم المرضى.

يعتقد بعض الباحثين أن قدرة الخلايا الجذعية العصبية على الالتحام والهجرة والاندماج في مناطق مختلفة من الأنسجة العصبية في حالة تلف الجهاز العصبي المركزي تفتح آفاقًا واسعة للعلاج الخلوي، ليس فقط للأمراض الموضعية، بل أيضًا للأمراض واسعة النطاق (مثل السكتة الدماغية أو الاختناق)، ومتعددة البؤر (مثل التصلب المتعدد)، وحتى الأمراض الشاملة (مثل معظم الاضطرابات الأيضية الموروثة أو الخرف العصبي التنكسي). في الواقع، عند زرع خلايا جذعية عصبية مستنسخة من الفأر والإنسان في حيوانات متلقية (مثل الفئران والرئيسيات على التوالي) تعاني من انحلال الخلايا العصبية الدوبامينية في الجهاز المخططي المتوسط، نتيجةً لإدخال ميثيل فينيل تيترابيريدين (نموذج لمرض باركنسون)، قبل 8 أشهر من عملية الزرع، تندمج الخلايا الجذعية العصبية للمتبرع في الجهاز العصبي المركزي للمتلقي. بعد شهر، تتوضع الخلايا المزروعة ثنائيًا على طول الدماغ المتوسط. تُفرز بعض الخلايا العصبية الناتجة، من أصل المتبرع، إنزيم تيروزين هيدرولاز في غياب أي علامات على رد فعل مناعي تجاه عملية الزرع. في الفئران التي عولجت بـ 6-هيدروكسي دوبامين (نموذج تجريبي آخر لمرض باركنسون)، حُدد تكيف الخلايا المزروعة مع البيئة الدقيقة في دماغ المُضيف من خلال ظروف زراعة الخلايا الجذعية العصبية قبل زراعتها. عوّضت الخلايا الجذعية العصبية، التي تتكاثر بسرعة في المختبر تحت تأثير عامل نمو البشرة (EGF)، نقص الخلايا العصبية الدوبامينية في المخطط التالف بفعالية أكبر من الخلايا المستزرعة لمدة 28 يومًا. يعتقد الباحثون أن هذا يعود إلى فقدان القدرة على إدراك إشارات التمايز المقابلة أثناء عملية انقسام الخلايا السلفية العصبية في المختبر.

في بعض الدراسات، بُذلت محاولات لزيادة فعالية التأثير على عمليات إعادة تعصيب الجسم المخطط التالف، وذلك بزراعة خلايا جنينية من الجسم المخطط في هذه المنطقة كمصدر لعوامل التغذية العصبية، بالتزامن مع زراعة الخلايا العصبية الدوبامينية للدماغ المتوسط البطني. وتبين أن فعالية زراعة الخلايا العصبية تعتمد بشكل كبير على طريقة إدخال الأنسجة العصبية الجنينية. ونتيجةً لدراسات حول زرع مستحضرات الأنسجة العصبية الجنينية في الجهاز البطيني للدماغ (لتجنب إصابة أنسجة الجسم المخطط)، تم الحصول على معلومات حول تأثيرها الإيجابي على الخلل الحركي في مرض باركنسون.

ومع ذلك، أظهرت دراسات أخرى، من خلال الملاحظات التجريبية، أن زرع مُستحضرات الأنسجة العصبية الجنينية للدماغ المتوسط البطني، المحتوية على الخلايا العصبية الدوبامينية، في البطين الدماغي، وكذلك زرع العناصر العصبية الجنينية الحاملة لحمض جاما أمينوبوتيريك في الجسم المخطط لدى الفئران المصابة بمرض باركنسون الشقي، لا يُعزز استعادة وظائف الجهاز الدوباميني المعطلة. بل على العكس، أكد التحليل الكيميائي المناعي البيانات المتعلقة بانخفاض معدل بقاء الخلايا العصبية الدوبامينية للدماغ المتوسط البطني المزروعة في الجسم المخطط لدى الفئران. ولم يتحقق التأثير العلاجي لزرع الأنسجة العصبية الجنينية للدماغ المتوسط البطني داخل البطين إلا في حالة الزرع المتزامن لمستحضر خلايا الجسم المخطط الجنينية في الجسم المخطط منزوع العصب. يعتقد الباحثون أن آلية هذا التأثير مرتبطة بالتأثير الغذائي الإيجابي لعناصر GABA-ergic في المخطط الجنيني على النشاط الدوباميني النوعي لعمليات زرع الدماغ المتوسط البطني داخل البطين. وقد صاحب رد فعل دبقي واضح في عمليات الزرع تراجع طفيف في معايير اختبار الأبومورفين. وارتبط هذا الأخير بدوره بمحتوى GFAP في مصل الدم، مما أشار مباشرة إلى انتهاك نفاذية الحاجز الدموي الدماغي. وبناءً على هذه البيانات، خلص الباحثون إلى أنه يمكن استخدام مستوى GFAP في مصل الدم كمعيار مناسب لتقييم الحالة الوظيفية لعملية الزرع، وأن زيادة نفاذية الحاجز الدموي الدماغي لمستضدات عصبية محددة مثل GFAP تُعدّ رابطًا ممرضًا في تطور فشل عملية الزرع بسبب تلف المناعة الذاتية في الأنسجة العصبية للمتلقي.

من وجهة نظر باحثين آخرين، فإن عملية زرع الخلايا الجذعية العصبية وتكاملها بعد الزرع تكون مستقرة وتستمر مدى الحياة، حيث تبقى خلايا المتبرع في المتلقي لمدة عامين على الأقل بعد الزرع ودون انخفاض ملحوظ في عددها. إن محاولات تفسير ذلك بحقيقة أن الخلايا الجذعية العصبية في حالة عدم التمايز لا تُعبر عن جزيئات معقد التوافق النسيجي الكبير من الفئتين الأولى والثانية بمستوى كافٍ لتحفيز رد فعل مناعي رفضي، لا يمكن اعتبارها صحيحة إلا فيما يتعلق بالخلايا السليفة العصبية منخفضة التمايز. ومع ذلك، لا تُحفظ جميع الخلايا الجذعية العصبية في دماغ المتلقي في حالة خمول غير ناضجة. فمعظمها يخضع للتمايز، حيث تُعبر جزيئات معقد التوافق النسيجي الكبير بالكامل.

على وجه الخصوص، يرتبط ضعف فعالية استخدام زراعة مستحضرات الدماغ المتوسط البطني الجنينية المحتوية على الخلايا العصبية الدوبامينية داخل المخطط لعلاج مرض باركنسون التجريبي بانخفاض معدل بقاء الخلايا العصبية الدوبامينية المزروعة (5-20%) فقط، والذي ينتج عن التدلي التفاعلي المصاحب لصدمة موضعية في نسيج الدماغ أثناء عملية الزرع. من المعروف أن الصدمة الموضعية في نسيج الدماغ والتدلي المصاحب لها يؤديان إلى اختلال سلامة الحاجز الدموي الدماغي مع إطلاق مستضدات الأنسجة العصبية، وخاصةً مستقبلات مستقبلات OCAR والمستضد النوعي للخلايا العصبية، في الدم المحيطي. يمكن أن يؤدي وجود هذه المستضدات في الدم إلى إنتاج أجسام مضادة سامة للخلايا وتطور عدوانية مناعية ذاتية.

أفاد ف. تسيمباليوك وزملاؤه (2001) بأن وجهة النظر التقليدية لا تزال قائمة، والتي تعتبر الجهاز العصبي المركزي منطقة ذات امتياز مناعي معزولة عن الجهاز المناعي بواسطة الحاجز الدموي الدماغي. في مراجعتهم للأدبيات، استشهد المؤلفون بعدد من الأعمال التي تشير إلى أن وجهة النظر هذه لا تتوافق تمامًا مع جوهر العمليات المناعية في دماغ الثدييات. وقد ثبت أن المواد الموسومة التي تُدخل إلى أنسجة الدماغ يمكن أن تصل إلى العقد الليمفاوية العنقية العميقة، وبعد حقن المستضدات داخل الدماغ، تتكون أجسام مضادة محددة في الجسم. تستجيب خلايا العقد الليمفاوية العنقية لهذه المستضدات بالتكاثر، بدءًا من اليوم الخامس بعد الحقن. كما تم الكشف عن تكوين أجسام مضادة محددة أثناء زراعة الجلد في أنسجة الدماغ. يقدم مؤلفو المراجعة عدة مسارات افتراضية لنقل المستضد من الدماغ إلى الجهاز الليمفاوي. أحدها هو انتقال المستضدات من الفراغات المحيطة بالأوعية الدموية إلى الفراغ تحت العنكبوتية. يُفترض أن الفراغات المحيطة بالأوعية الدموية، المتوضعة على طول الأوعية الدموية الكبيرة في الدماغ، تُعادل الجهاز اللمفاوي في الدماغ. أما المسار الثاني، فيمتد على طول الألياف البيضاء، عبر العظم الغربالي إلى الأوعية اللمفاوية في الغشاء المخاطي للأنف. بالإضافة إلى ذلك، توجد شبكة واسعة من الأوعية اللمفاوية في الأم الجافية. كما أن نفاذية حاجز الدم الدماغي للخلايا اللمفاوية نسبية إلى حد كبير. وقد ثبت أن الخلايا اللمفاوية النشطة قادرة على إنتاج إنزيمات تؤثر على نفاذية هياكل "المرشح المناعي" في الدماغ. وعلى مستوى الأوردة خلف الشعيرات الدموية، تخترق الخلايا التائية المساعدة النشطة حاجز الدم الدماغي السليم. ولا تصمد فرضية عدم وجود خلايا في الدماغ تُمثل المستضدات أمام النقد. ففي الوقت الحالي، ثبتت بشكل قاطع إمكانية تمثيل المستضدات في الجهاز العصبي المركزي بثلاثة أنواع على الأقل من الخلايا. أولاً، هذه خلايا شجيرية مشتقة من نخاع العظم، تتمركز في الدماغ على طول الأوعية الدموية الكبيرة وفي المادة البيضاء. ثانياً، تستطيع المستضدات عرض الخلايا البطانية للأوعية الدموية الدماغية، وبالاشتراك مع مستضدات معقد التوافق النسيجي الكبير (MHC)، مما يدعم النمو النسيلي للخلايا التائية الخاصة بهذه المستضدات. ثالثاً، تعمل الخلايا الدقيقة والخلايا الدبقية النجمية كعوامل عرض للمستضد. تشارك الخلايا النجمية في تكوين الاستجابة المناعية في الجهاز العصبي المركزي، وتكتسب خصائص الخلية المؤثرة المناعية، وتعبر عن عدد من المستضدات والسيتوكينات ومعدلات المناعة. عند حضنها مع إنترفيرون Y (Y-INF)، تعبر الخلايا النجمية الدبقية في المختبر عن مستضدات من الفئتين الأولى والثانية من معقد التوافق النسيجي الكبير، وتكون الخلايا النجمية المحفزة قادرة على عرض المستضد والحفاظ على التكاثر النسيلي للخلايا الليمفاوية.

تُهيئ إصابات أنسجة الدماغ، والالتهابات بعد الجراحة، والوذمة، ورواسب الفيبرين المصاحبة لزراعة أنسجة الأعصاب الجنينية ظروفًا لزيادة نفاذية الحاجز الدموي الدماغي، مع ضعف تحمل الخلايا الليمفاوية CD3+CD4+، وتحسسها، وتنشيطها. يتم عرض المستضدات الذاتية والمستضدات الخيفية بواسطة الخلايا النجمية والخلايا الدبقية الصغيرة التي تستجيب لـ y-INF عن طريق التعبير عن جزيئات MHC، وICAM-1، وLFA-I، وLFA-3، والجزيئات المُحفزة المُشاركة B7-1 (CD80) وB7-2 (CD86). بالإضافة إلى إفراز IL-la، وIL-ip، وy-INF.

وبالتالي، فإن بقاء الأنسجة العصبية الجنينية لفترة أطول بعد عملية الزرع داخل المخ مقارنةً بزرعها في المنطقة الطرفية لا يُعزى إلى غياب بدء مناعة الزرع. علاوة على ذلك، تلعب الخلايا الوحيدة، والخلايا الليمفاوية المُنشَّطة (الخلايا السامة CD3+CD8+ والخلايا التائية المساعدة) والسيتوكينات التي تُنتجها، بالإضافة إلى الأجسام المضادة لمستضدات الأنسجة العصبية الجنينية المزروعة في المنطقة الطرفية، دورًا رئيسيًا في عملية رفضها. يُعد انخفاض مستوى التعبير عن جزيئات معقد التوافق النسيجي الرئيسي في الأنسجة العصبية الجنينية ذا أهمية خاصة في تهيئة ظروف لمقاومة أطول لعمليات مناعة الخلايا التائية في الأنسجة العصبية المزروعة. ولهذا السبب، أظهرت التجربة أن الالتهاب المناعي بعد زرع الأنسجة العصبية الجنينية في الدماغ يتطور بشكل أبطأ منه بعد ترقيع الجلد. ومع ذلك، لوحظ تدمير كامل لأجزاء من الأنسجة العصبية المزروعة بعد 6 أشهر. في هذه الحالة، تتركز الخلايا الليمفاوية التائية المقيدة بمستضدات معقد التوافق النسيجي الرئيسي من الصنف الثاني بشكل رئيسي في منطقة الزرع (نيكولاس وآخرون، 1988). ثبت تجريبياً أنه خلال عملية زراعة الخلايا العصبية الغريبة، يُطيل استنزاف الخلايا التائية المساعدة (L3T4+)، دون الخلايا التائية السامة (Lyt-2)، بقاء النسيج العصبي للفئران في دماغ الفئران المتلقية. ويصاحب رفض الزرع العصبي تسلل الخلايا البلعمية والخلايا اللمفاوية التائية من العائل. وبالتالي، تعمل الخلايا البلعمية والخلايا الدبقية الصغيرة المُنشَّطة في موقعها كخلايا مُحفِّزة للمناعة، كما أن زيادة التعبير عن مستضدات معقد التوافق النسيجي الكبير من الفئة الأولى لدى المتبرع تُعزز النشاط القاتل للخلايا اللمفاوية التائية السامة لدى المتلقي.

لا جدوى من تحليل المحاولات التخمينية العديدة لتفسير رفض عملية زراعة الخلايا العصبية من خلال رد فعل الجهاز المناعي للمتلقي تجاه الخلايا البطانية أو العناصر الدبقية للمتبرع، فحتى السلالات النقية من الخلايا السلفية العصبية معرضة للهجوم المناعي. تجدر الإشارة إلى أن التعبير عن ربيطات Fas بواسطة خلايا الدماغ التي ترتبط بمستقبلات موت الخلايا المبرمج (جزيئات Fas) على الخلايا الليمفاوية التائية المتسللة إلى الدماغ وتحفز موتها المبرمج، يلعب دورًا هامًا في آليات إطالة عمر عملية الزرع داخل الجهاز العصبي المركزي، وهي آلية حماية نموذجية للأنسجة المناعية الذاتية عبر الحواجز.

كما أشار ف. تسيمباليوك وزملاؤه (2001)، وبحق، فإن زراعة الأنسجة العصبية الجنينية تتميز بتطور الالتهاب بمشاركة خلايا مُحسَّسة لمستضدات الدماغ وخلايا مُنشَّطة وأجسام مضادة، وكذلك نتيجةً للإنتاج الموضعي للسيتوكينات. ويلعب التحسُّس المسبق للجسم لمستضدات الدماغ دورًا هامًا في هذا، والذي يحدث أثناء تطور أمراض الجهاز العصبي المركزي، ويمكن توجيهه نحو مستضدات الزرع. ولهذا السبب، لا يتحقق بقاء عمليات زرع الأعصاب غير المتوافقة مع الأنسجة على المدى الطويل إلا عن طريق تثبيط الجهاز المناعي باستخدام السيكلوسبورين أ أو عن طريق إدخال أجسام مضادة وحيدة النسيلة إلى الخلايا الليمفاوية CD4+ لدى المتلقي.

وبالتالي، تظل العديد من مشاكل زراعة الأعصاب دون حل، بما في ذلك تلك المتعلقة بالتوافق المناعي للأنسجة، والتي لا يمكن حلها إلا بعد إجراء أبحاث أساسية وسريرية مستهدفة.