اكتشف العلماء مفتاحًا لكشف سر اضطرابات الدماغ التنكسية مثل مرض الزهايمر

قام العلماء بتطوير تقنية “NeuM”، وهي تقنية لوضع العلامات على الخلايا العصبية تتيح مراقبة تفصيلية لبنية الخلايا العصبية. مراقبة ناجحة للتغيرات العصبية لمدة تصل إلى 72 ساعة.

مرض الزهايمر يعتبر مرض باركنسون، ومرض باركنسون، والسكتة الدماغية بمثابة الثلاثي الرئيسي لحالات التنكس العصبي. تتميز هذه الاضطرابات بالخلل والتدهور التدريجي للخلايا العصبية، الخلايا العصبية. لفهم الآليات الأساسية لهذه الحالات العصبية وصياغة العلاجات، من الضروري أن يكون لدينا تقنيات وضع العلامات التي تمكن من تصور التغيرات العصبية في ظل الظروف الصحية والمرضية على حد سواء.

فريق بحثي بقيادة الدكتور كيم يون كيونج من معهد علوم الدماغ في المعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا (كيست، بالتعاون مع فريق البروفيسور تشانغ يونغ تاي من جامعة بوهانغ للعلوم والتكنولوجيا، عن تطوير الجيل التالي من تكنولوجيا وضع العلامات على الخلايا العصبية تسمى NeuM. يقوم NeuM (الأغشية العصبية الانتقائية) بتسمية الأغشية العصبية بشكل انتقائي، وتصور الهياكل العصبية والسماح بمراقبة التغيرات العصبية في الوقت الفعلي.

يستخدم باحثون من فريق الدكتور كيم يون كيونغ في KIST الجيل التالي من تقنية وضع العلامات على الخلايا العصبية، “NeuM”، لتصور الخلايا العصبية في الوقت الفعلي وفحص الصور عالية الدقة. الائتمان: المعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا

تقوم الخلايا العصبية بتعديل بنيتها ووظيفتها بشكل مستمر لنقل المعلومات من الأعضاء الحسية إلى الدماغ، وتنظيم الأفكار والذكريات والسلوكيات. ولذلك، للتغلب على الأمراض العصبية التنكسية، من الضروري تطوير تقنيات تقوم بتسمية الخلايا العصبية الحية بشكل انتقائي للمراقبة في الوقت الحقيقي. ومع ذلك، فإن تقنيات وضع العلامات الحالية القائمة على الجينات والأجسام المضادة، والتي تستخدم عادة لمراقبة الخلايا العصبية، تعاني من انخفاض دقة وصعوبة التتبع على المدى الطويل بسبب اعتمادها على تعبير جيني أو بروتينات محددة.

مزايا وقدرات NeuM

يمتلك NeuM، الذي طوره فريق البحث من خلال التصميم الجزيئي للخلايا العصبية، تقاربًا ممتازًا للأغشية العصبية، مما يتيح تتبعًا طويل المدى وتصويرًا عالي الدقة للخلايا العصبية. ترتبط مجسات الفلورسنت داخل NeuM بالأغشية العصبية باستخدام نشاط الخلايا الحية، وتصدر إشارات الفلورسنت عند الإثارة بواسطة أطوال موجية محددة من الضوء. يسمح هذا التصور لأغشية الخلايا العصبية بمراقبة تفصيلية للهياكل الطرفية العصبية ومراقبة عالية الدقة للتمايز والتفاعلات العصبية.

التصميم الجزيئي لوضع العلامات الانتقائية للأغشية العصبية. الائتمان: المعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا

تُظهِر NeuM، باعتبارها أول تقنية لصبغ أغشية الخلايا من خلال الالتقام الخلوي في الخلايا العصبية الحية، تفاعلًا انتقائيًا تجاه الخلايا الحية، باستثناء الخلايا الميتة دون استيعابها. علاوة على ذلك، نجح فريق البحث في تمديد وقت مراقبة الخلايا العصبية من مجرد 6 ساعات إلى 72 ساعة، مما يتيح التقاط التغيرات الديناميكية في الخلايا العصبية الحية على مدى فترة ممتدة استجابة للتغيرات البيئية.

ومن المتوقع أن تقدم شركة NeuM رؤى ثاقبة حول الأبحاث وتطوير العلاج للأمراض العصبية التنكسية، والتي لا يوجد علاج لها حاليًا. تنتج هذه الأمراض، بما فيها مرض الزهايمر، عن تلف الخلايا العصبية نتيجة إنتاج البروتينات السامة مثل الأميلويد وتدفق المواد الالتهابية. يمكن للمراقبة الدقيقة لـ NeuM للتغيرات العصبية أن تسهل بشكل فعال تقييم المركبات العلاجية المرشحة.

وقال الدكتور كيم: “إن NeuM، الذي تم تطويره هذه المرة، يمكنه التمييز بين الشيخوخة والخلايا العصبية المتدهورة، ليصبح أداة حاسمة في توضيح آليات اضطرابات الدماغ التنكسية وتطوير العلاجات”. وأضاف أيضًا: “في المستقبل، نخطط لتحسين NeuM لإجراء تحليل أكثر دقة للخلايا العصبية من خلال تصميم أطوال موجية فلورية لتمييز الألوان مثل الأخضر والأحمر”.

المرجع: “NeuM: مسبار انتقائي للخلايا العصبية يدمج في الأغشية العصبية الحية عبر الالتقام المعزز بوساطة الكلاثرين في الخلايا العصبية الأولية” بقلم يونسيك سونغ، ليزافيتا جوتينا، كيو هيون كيم، جونغ يول لي، سولجي شين، هيرا عزيز، دونغ مين كانغ، شياو ليو، ونا كيونج هونج، وهونج جوين لي، وجون سيوك لي، وهييونج كو، وشيرلهيون جيونج، وآي نيم باي، وسونجسو ليم، ويونج تاي تشانج، ويون كيونج كيم، 07 ديسمبر 2023، Angewandte Chemie الطبعة الدولية.
دوى: 10.1002/anie.202312942

تم دعم هذا البحث من قبل وزارة العلوم وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات (الوزير لي جونغ هو) من خلال مشاريع KIST الكبرى ومشروع التغلب على الخرف (RS-2023-00261784).