قد تلعب نفس الخلايا التي تحرس الدماغ دورًا رئيسيًا في السكتة الدماغية ومرض الزهايمر

لا تعتمد صحة الدماغ على خلاياه العصبية فحسب، بل على شبكة معقدة من الأوعية الدموية والخلايا المناعية التي تعمل كحراس مخلصين له، حيث تتحكم فيما يدخل إليه، وتتخلص من الفضلات، وتحميه من التهديدات من خلال تشكيل حاجز الدم الدماغي.

أظهرت دراسة جديدة أجراها باحثون في معاهد جلادستون وجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو أن العديد من عوامل الخطر الجينية للأمراض العصبية مثل الزهايمر والسكتة الدماغية تعمل في هذه الخلايا الواقية.

قال الدكتور أندرو سي. يانغ، الباحث في معاهد غلادستون والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة: "عند دراسة الأمراض التي تصيب الدماغ، ركزت معظم الأبحاث على الخلايا العصبية فيه. آمل أن تثير نتائجنا اهتمامًا أكبر بالخلايا التي تُشكل حدود الدماغ، إذ قد تلعب دورًا رئيسيًا في أمراض مثل الزهايمر".

وتتناول النتائج، التي نشرت في مجلة نيورون ، سؤالا قائما منذ فترة طويلة حول أين يبدأ الخطر الجيني، وتشير إلى أن الضعف في نظام الدفاع في الدماغ قد يكون المحفز الرئيسي للمرض.

رسم خريطة لمدافعي الدماغ

على مدى السنوات، ربطت الدراسات الجينية واسعة النطاق العشرات من المتغيرات في الحمض النووي بزيادة خطر الإصابة بالأمراض العصبية مثل الزهايمر، أو باركنسون، أو التصلب المتعدد.

لكن ظل لغزًا كبيرًا قائمًا: فأكثر من 90% من هذه المتغيرات لا توجد في الجينات نفسها، بل في مناطق محيطة من الحمض النووي لا تُشفِّر البروتينات، والتي كانت تُسمى سابقًا خطأً "الحمض النووي غير المرغوب فيه". وتعمل هذه المناطق كمنظمات معقدة تُشغِّل الجينات أو تُعطِّلها.

حتى الآن، لم يكن لدى العلماء خريطة كاملة للمنظمات التي تتحكم في أي الجينات وفي أي خلايا الدماغ تعمل، مما منعهم من الانتقال من الاكتشافات الجينية إلى العلاجات الجديدة.

التكنولوجيا الجديدة توفر الإجابات

الحاجز الدموي الدماغي هو خط الدفاع الأول للدماغ. وهو حاجز خلوي تشكّله خلايا الأوعية الدموية والخلايا المناعية وخلايا داعمة أخرى، تتحكم بدقة في الوصول إلى الدماغ.

لكن دراسة هذه الخلايا المهمة كانت صعبة، حتى باستخدام أحدث التقنيات الجينية. وللتغلب على هذا، طور فريق جلادستون تقنية تُسمى MultiVINE-seq، تُمكّنهم من عزل الخلايا الوعائية والمناعية بدقة من أنسجة دماغ بشرية بعد الوفاة.

أتاحت هذه التقنية، لأول مرة، رسم خريطة متزامنة لطبقتين من المعلومات: نشاط الجينات وأنماط وصول الكروماتين (إعدادات المنظم) في كل خلية. درس العلماء 30 عينة دماغية من أشخاص مصابين بأمراض عصبية وأشخاص سليمين، مما منحهم نظرة مفصلة على كيفية عمل المتغيرات الجينية المرتبطة بالخطر في أنواع مختلفة من خلايا الدماغ.

بالتعاون مع الباحثَين رايان كورسيس وكاتي بولارد، قام الباحثان الرئيسيان ماديجان ريد وشريا مينون بدمج أطلس الخلية الواحدة الخاص بهما مع بيانات وراثية واسعة النطاق حول مرض الزهايمر والسكتة الدماغية وأمراض الدماغ الأخرى. سمح لهم ذلك بتحديد مواقع نشاط المتغيرات المرتبطة بالمرض - وقد وُجد أن العديد منها نشط في الخلايا الوعائية والمناعية، وليس في الخلايا العصبية.

يقول ريد: "كنا نعلم سابقًا أن هذه المتغيرات الجينية تزيد من خطر الإصابة بالأمراض، لكننا لم نكن نعرف أين وكيف تعمل في سياق خلايا الحاجز الدماغي. تُظهر دراستنا أن العديد منها يعمل بشكل خاص في الأوعية الدموية والخلايا المناعية في الدماغ".

أمراض مختلفة - اضطرابات مختلفة

ومن بين النتائج الأكثر لفتًا للانتباه في الدراسة أن عوامل الخطر الجينية تؤثر على نظام الحاجز الدماغي بطرق مختلفة جوهريًا اعتمادًا على المرض.

يقول ريد: "لقد فوجئنا باختلاف تأثيرات العوامل الوراثية المسببة للسكتة الدماغية ومرض الزهايمر، على الرغم من أن كلا المرضين يؤثر على الأوعية الدموية في الدماغ". ويضيف: "هذا يشير إلى اختلاف الآليات: ضعف هيكلي للأوعية الدموية في السكتة الدماغية، وضعف في الإشارات المناعية في مرض الزهايمر".

في السكتة الدماغية، تؤثر المتغيرات الجينية بشكل رئيسي على الجينات التي تتحكم في سلامة الأوعية الدموية، مما قد يُضعفها. أما في مرض الزهايمر، فتُعزز هذه المتغيرات الجينات التي تُنظم النشاط المناعي، مما يُشير إلى أن زيادة الالتهاب، وليس ضعف الأوعية الدموية، هو العامل الرئيسي.

من بين المتحورات المرتبطة بمرض الزهايمر، برزت متحورة واحدة - متحور شائع بالقرب من جين PTK2B، الموجود لدى أكثر من ثلث السكان. كان هذا المتحور أكثر نشاطًا في الخلايا التائية، وهي نوع من الخلايا المناعية. يعزز هذا المتحور التعبير الجيني، مما قد يحفز الخلايا التائية على التنشيط والدخول إلى الدماغ، مما يؤدي إلى فرط نشاط الجهاز المناعي. وجد الفريق هذه الخلايا التائية "المُحمّلة" بالقرب من لويحات الأميلويد، وهي تكتلات بروتينية تُميز مرض الزهايمر.

يقول يونغ: "لا يزال العلماء يتجادلون حول دور الخلايا التائية ومكونات أخرى للجهاز المناعي في مرض الزهايمر. نقدم هنا أدلة جينية لدى البشر على أن عامل خطر شائع لمرض الزهايمر قد يعمل من خلال الخلايا التائية".

من المثير للاهتمام أن PTK2B هدفٌ دوائي معروف، والأدوية التي تُثبّط نشاطه تخضع حاليًا لتجارب سريرية لعلاج السرطان. تفتح الدراسة الجديدة الباب أمام استكشاف إمكانية إعادة استخدام هذه الأدوية لعلاج مرض الزهايمر.

أهمية الموقع

وتفتح نتائج دراسة "الخلايا الدفاعية" في الدماغ المجال أمام احتمالين جديدين لحمايته.

لأن هذه الخلايا تقع عند نقطة فاصلة حرجة بين الدماغ والجسم، فهي معرضة باستمرار لعوامل نمط الحياة والبيئة التي قد تتفاعل مع الاستعداد الوراثي للإصابة بالأمراض. كما أن موقعها يجعلها هدفًا واعدًا للعلاج، إذ يُمكّن الأدوية من تعزيز دفاعات الدماغ من الخارج دون الحاجة إلى عبور الحاجز الدموي الدماغي المعقد.

يقول يونغ: "يُبرز هذا العمل أهمية الخلايا الوعائية والمناعية في الدماغ. ونظرًا لموقعها الفريد ودورها في ربط الدماغ بالجسم والعالم الخارجي، قد يُفضي عملنا إلى تطوير أهداف دوائية جديدة وأكثر سهولةً في الوصول، واستراتيجيات وقائية تحمي الدماغ من التأثيرات الخارجية".