وضع أ أطلس خلوي عالي الدقة للحبل الشوكي القطني لقد أصبح هذا الإنجاز أحد أبرز الإنجازات الحديثة في علم الأعصاب في إسبانيا. فريق من المستشفى الوطني للمصابين بشلل نصفي في توليدوتمكن المركز، الذي يعتمد على خدمة الصحة في كاستيا-لا مانشا (SESCAM)، من رسم خريطة جزيئية مفصلة للغاية لهذه المنطقة الرئيسية لـ التحكم في الحركة والحساسية.
تتطلب هذه الوظيفة نوعًا من "خريطة جينية على غرار خرائط جوجل" يُظهر هذا الرسم البياني، الذي يبرز بشكل واضح في دراسة الحبل الشوكي القطني لدى الفئران البالغة، الجينات التي يتم تنشيطها في كل خلية وكيفية تنظيم الأنسجة في الظروف الطبيعية. غلاف المجلة العلمية BioTechيُقدَّم هذا كأداة مرجعية لمقارنة حالة الأنسجة السليمة بحالة الحبل الشوكي المصاب أو المتأثر بـ مرض التنكس العصبي.
مشروع رائد من المستشفى الوطني لشلل الأطراف السفلية
تم تطوير هذا العمل بواسطة مجموعة الحماية العصبية الجزيئية المستشفى الوطني لشلل الأطراف السفلية، والذي بدوره مُدمج في معهد كاستيا لا مانشا للبحوث الصحية (IDISCAM). تحت إشراف بابلو رويز أميزكواأجرى الفريق تحليلاً ضخماً للتعبير الجيني على مستوى الخلية الواحدة في الجزء القطني من الحبل الشوكي للفئران البالغة.
ولإنشاء هذا الأطلس، تمت دراسة ما يلي: أكثر من 86.000 نواة خلية، مقتبس من 16 عينة من خمس دراسات سابقةباستخدام تقنيات تسلسل الحمض النووي الريبي المتقدمة وأدوات المعلوماتية الحيوية، أصبح من الممكن جمع ومعالجة وتنظيم كمية من المعلومات التي كانت حتى الآن غير قابلة للإدارة في هذه المنطقة من الجهاز العصبي المركزي.
يعمل أطلس النسخ الجيني كـ دليل جزيئي عالي الدقةيُتيح هذا الجهاز تصوير الجينات التي يتم تنشيطها في كل نوع من أنواع الخلايا، وكيف يتغير هذا التنشيط وفقًا للسياق البيولوجي أو حالة النسيج. وبحسب الباحث الرئيسي، فهو... دليل مفصل لمقارنة الأنسجة السليمة والأنسجة التالفةيفتح هذا الباب أمام إجراء بحوث أكثر تفصيلاً حول اللدونة والإصابة والتجدد.
يتجاوز تأثير المشروع المنطقة المحلية. من خلال ظهوره في غلاف التكنولوجيا الحيويةيُقدّم هذا العمل نفسه كمرجع لـ المجتمع الدولي لعلم الأعصابوخاصة في تلك المجموعات التي تركز على إصابات الحبل الشوكي، أو التحفيز فوق الجافية، أو الأمراض التنكسية العصبية.
ما يكشفه أطلس خلايا الحبل الشوكي القطني
من الإنجازات التقنية للدراسة تحديد جميع عائلات الخلايا الرئيسية موجودة في الحبل الشوكي القطني. ومن خلال بيانات تسلسل الحمض النووي الريبوزي، تمكن الفريق من تصنيف الخلايا بدقة على أنها الخلايا العصبية، والخلايا النجمية، والخلايا قليلة التغصنات، والخلايا الدبقية الصغيرة، من بين أنواع أخرى من الخلايا الدبقية والداعمة.
علاوة على ذلك، لم يتوقف التحليل عند هذا التصنيف العام: فقد وصف الباحثون 17 نوعًا فرعيًا مختلفًا من الخلايا العصبيةمستوى من التفصيل لم يتم تحقيقه حتى الآن في هذه المنطقة. هذه الدقة الخلوية العالية هي مفتاح فهم كيفية عمل الدوائر التي تتحكم في كل من وظيفة المحرك كما حساسية في الكائن الحي
لا يُظهر الأطلس فقط من هم الموجودون، بل يُظهر أيضًا ما يفعله كل نوع من أنواع الخلايا من وجهة نظر جزيئية، مما قد يساعد في تصميم استراتيجيات لـ تخفيف ألم عرق النسا وغيرها من المضايقات المتعلقة بالحبل الشوكي.
يُعدّ الحصول على صورة دقيقة كهذه للأنسجة السليمة أمرًا ضروريًا للكشف عن الانحرافات عندما... إصابة الحبل الشوكي، ك إصابة بالسوطأو عندما يتطورون الاضطرابات العصبية التنكسيةمن الآن فصاعدًا، يمكن اختبار العديد من الفرضيات حول كيفية تغير الحبل الشوكي بعد الإصابة باستخدام قاعدة بيانات قوية للمقارنة.
الدور المحوري لـ "الجينات الصامتة"
من أبرز الجوانب المبتكرة في أطلس الخلايا عالي الدقة الاهتمام الذي يُولى لما يسمى بـ "الجينات الصامتة"هذا هو الحمض النووي الريبي غير المشفر (ncRNAs)تقليديًا، كان التركيز ينصب بشكل حصري تقريبًا على الجينات المشفرة للبروتين، لكن هذا العمل أظهر أن الجزء غير المشفر من النسخ الجيني يحتوي على معلومات حاسمة.
على الرغم من أن الحمض النووي الريبي غير المشفر يمثل حوالي 10% من المعلومات المسجلة لكل خليةاتضح أن نمط تعبيره هو متخصص للغاية لأنواع معينة من الخلاياوهذا يجعلها علامات دقيقة للغاية لتمييز مجموعات الخلايا التي قد تبدو متشابهة للوهلة الأولى أو حتى من خلال تحليل الجينات المشفرة فقط.
من خلال دمج هذه الحموض النووية الريبية غير المشفرة بشكل منهجي - بما في ذلك الحمض النووي الريبوزي غير المشفر الطويل والجينات الكاذبةتمكن الفريق في المستشفى الوطني لشلل الأطراف السفلية من اكتشاف إشارات هوية الخلية سيمر ذلك دون أن يلاحظه أحد إذا تم تجاهل هذا الجزء من النسخ الجيني. وكما يقول رويز-أميزكوا، فإن دمج الجزء غير المشفر قد سمح لنا برؤية الفروق الدقيقة التي كانت ستضيع لولا ذلك.
يعزز هذا النهج فكرة أن ما يسمى بـ "الجينات الصامتة" لها تأثير أكبر بكثير مما كان يُعتقد سابقًا. تعريف هوية الخلية ووظيفتهامن الناحية العملية، يعني هذا وجود مؤشرات جديدة لمراقبة تطور خلايا معينة عن كثب في نماذج من إصابة الحبل الشوكي أو التنكس العصبي.
مورد مفتوح للمجتمع العلمي
وبغض النظر عن قيمته كتقدم مفاهيمي، فقد تم تصميم أطلس خلايا الحبل الشوكي القطني على أنه الموارد المفتوحةقررت مجموعة الحماية العصبية الجزيئية إتاحة هذا المنتج للمجتمع الدولي. جميع البيانات المُولَّدة ورمز الحاسوب المستخدم في التحليل، مكملاً للمواد العملية مثل تمارين للفقرة القطنية الخامسة.
يتيح هذا الانفتاح للمختبرات في إسبانيا وأوروبا وبقية أنحاء العالم إعادة استخدام البيانات لمشاريع متنوعة: من دراسة المرونة بعد إصابة الحبل الشوكي وصولاً إلى تحسين استراتيجيات التحفيز فوق الجافية يهدف إلى استعادة الوظائف الحركية، بما في ذلك الأبحاث المتعلقة بـ الأمراض التنكسية العصبية التي تؤثر على الحبل الشوكي وتطبيق تمارين الظهر لكبار السن.
إن وجود نصوص قابلة للتكرار وقاعدة بيانات مشروحة جيدًا يسهل على المجموعات الأخرى القيام بما يلي: التحقق من صحة النتائج، أو اختبار الفرضيات، أو دمج هذا الأطلس بالإضافة إلى خرائط جزيئية أخرى للدماغ والجهاز العصبي المحيطي. عملياً، يُسرّع هذا من وتيرة البحث ويقلل من ازدواجية الجهود.
يؤكد رويز-أميزكوا وفريقه أن هدفهم هو أن يعمل هذا الأطلس كـ نقطة انطلاق مشتركة ومن خلاله يمكن تعزيز مسارات بحثية جديدة. بالنسبة للعديد من الباحثين، يُعدّ وجود مرجع مفصل كهذا للأنسجة السليمة عاملاً حاسماً في تصميم التجارب. نماذج تجريبية للتجديد أو تجربة العلاجات المركبة.
تطوير هذا أطلس خلوي عالي الدقة للحبل الشوكي القطني يعزز هذا الإنجاز مكانة المستشفى الوطني لشلل الأطراف السفلية ومعهد IDISCAM كرواد في أبحاث علم الأعصاب التطبيقية في إسبانيا. وبفضل هذه الخريطة الخلوية والجزيئية المفصلة، بات لدى المجتمع العلمي أداة قوية لفهم أفضل لكيفية تنظيم هذه المنطقة الحيوية، وكيفية استجابتها للإصابة، والمسارات التي يمكن تنشيطها لتعزيز التعافي، فضلاً عن توجيه الممارسات السريرية مثل المشي مع انزلاق غضروفيوضع الأساس للتقدم المستقبلي في علاج إصابات الحبل الشوكي ومختلف أمراض الجهاز العصبي المركزي.
