لقد وجد العلماء المفتاح لحل لغز اضطرابات الدماغ التنكسية مثل مرض الزهايمر

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

مرض الزهايمر يعد مرض باركنسون والسكتة الدماغية من الأمراض التنكسية العصبية الرائدة. تتميز هذه الاضطرابات بالخلل الوظيفي والتدهور التدريجي للخلايا العصبية والخلايا العصبية. من الضروري فهم الآليات الأساسية لهذه الحالات العصبية، وتطوير العلاجات، والحصول على تقنيات وضع العلامات التي يمكن أن تساعد في تصور التغيرات العصبية في ظل ظروف صحية ومرضية.

من معهد علوم الدماغ في المعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا، د. فريق بحث بقيادة كيم يون كيونج (صدر)، بالتعاون مع مجموعة البروفيسور سونج يونج تاي من جامعة بوهانج للعلوم والتكنولوجيا، عن تطوير الجيل التالي من تكنولوجيا وضع العلامات على الخلايا العصبية والتي تسمى NeuM. يقوم NeuM (الأغشية العصبية الانتقائية) بتسمية الأغشية العصبية بشكل انتقائي، وتصور الهياكل العصبية والسماح بمراقبة التغيرات العصبية في الوقت الحقيقي.

دكتور في KIST. يستخدم الباحثون من مجموعة Kim Eun-Kyung الجيل التالي من تقنية تصنيف الخلايا العصبية “NeuM” لتصور الخلايا العصبية في الوقت الفعلي وتحليل الصور عالية الدقة. الائتمان: المعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا

تقوم الخلايا العصبية باستمرار بتعديل بنيتها ووظيفتها لنقل المعلومات من الأعضاء الحسية إلى الدماغ، وتنظيم الأفكار والذكريات والسلوكيات. ولذلك، للتغلب على الأمراض العصبية التنكسية، من الضروري تطوير تقنيات لتسمية الخلايا العصبية الحية بشكل انتقائي للمراقبة في الوقت الحقيقي. ومع ذلك، تُستخدم تقنيات وضع العلامات الحالية القائمة على الجينات والأجسام المضادة بشكل شائع لتتبع الخلايا العصبية. دقة صعوبة في المراقبة طويلة المدى بسبب الاعتماد على تعبير جيني محدد أو بروتينات.

مزايا وقدرات NeuM

يتمتع NeuM، الذي طوره فريق البحث من خلال التصميم الجزيئي للخلايا العصبية، بتقارب ارتباط ممتاز مع أغشية الخلايا العصبية، مما يتيح مراقبة طويلة المدى وتصوير عالي الدقة للخلايا العصبية. ترتبط مجسات الفلورسنت في NeuM بالأغشية العصبية عن طريق استغلال وظيفة الخلايا لإصدار إشارات الفلورسنت عند التحفيز بواسطة أطوال موجية محددة من الضوء. يسمح هذا التصور لأغشية الخلايا العصبية بمراقبة تفصيلية للهياكل الطرفية للخلايا العصبية ومراقبة عالية الدقة لتمايز الخلايا العصبية واتصالها.

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

باعتبارها التقنية الأولى لصبغ أغشية الخلايا عن طريق الالتقام الخلوي في الخلايا العصبية الحية، يُظهر NuM تفاعلًا انتقائيًا تجاه الخلايا الحية، باستثناء الخلايا الميتة دون الاستيعاب. علاوة على ذلك، نجح فريق البحث في تمديد وقت مراقبة الخلايا العصبية من 6 ساعات فقط إلى 72 ساعة، مما مكنهم من التقاط التغيرات الديناميكية في الخلايا العصبية الحية على مدى فترات طويلة من الزمن استجابة للتغيرات البيئية.

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

وقال الدكتور كيم: “يمكن لـ NeuM، الذي تم تطويره في هذا الوقت، التمييز بين الشيخوخة والخلايا العصبية المتدهورة، ليصبح أداة مهمة لتوضيح آليات اضطرابات الدماغ التنكسية وتطوير العلاجات”. وأضاف: “في المستقبل، نخطط لتحسين NeuM لإجراء تحليل أكثر دقة للخلايا العصبية من خلال تصميم الأطوال الموجية للضوء للتمييز بين الألوان مثل الأخضر والأحمر”.

المرجع: “NeuM: مسبار انتقائي للخلايا العصبية يتكامل مع الأغشية العصبية الحية. شياو ليو، نا كيونغ هونغ، هونغ غوين لي، جون سيوك لي، هيونغ كو، شيرلهيون جيونغ، آي نيم باي، سونغسو ليم، يونغ- تاي تشانغ ويون كيونغ كيم، 07 ديسمبر 2023، الطبعة الدولية للكيمياء التطبيقية.
دوى: 10.1002/anie.202312942

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