حقق باحثون من جامعة بنسلفانيا إنجازًا علميًا هامًا في مجال دراسات الدماغ من خلال تطوير طريقة جديدة لدراسة البنى الخلوية للدماغ البشري بدقة عالية. وتُعد هذه الدراسة، التي قادها البروفيسور بنيامين كريكمر في مختبرات يي وي تشانج وإدوارد لي، علامة فارقة في هذا المجال. حيث من المتوقع أن تسهم بشكل كبير في تعزيز فهمنا للعديد من أمراض الدماغ، مثل الزهايمر والتصلب المتعدد.
التصوير المقطعي بالتبريد الإلكتروني يأخذ مركز الصدارة
تقليديا، اعتمد العلماء على المجهر الإلكتروني لاستكشاف وفهم التفاصيل المعقدة للبنى الخلوية داخل الدماغ. ومع ذلك، واجهت هذه الطريقة تحديات، مثل تغيير هياكل الخلايا بسبب إضافة المواد الكيميائية وتقطيع الأنسجة الفيزيائي.
تقدم تقنية التصوير المقطعي بالتبريد الإلكتروني (cryo-ET) البديلة صورًا أوضح للبنى الخلوية للدماغ البشري في حالتها الطبيعية أكثر من المجهر الإلكتروني التقليدي. إلا أن هذه التقنية تتطلب تجميد العينة، وهي عملية يمكن أن تؤدي إلى تشكل بلورات جليدية قد تتلف التركيب التشريحي الطبيعي للخلايا.
يظهر هنا الباحث كرينكمور وفريقه بمقترح ذكي يجمع بين تقنيات قائمة لتطوير منهجية جديدة لدراسة التفاصيل البالغة الدقة لبنية الدماغ البشري. لذلك بدلاً من الطرق التقليدية للتجميد التي تؤدي إلى تلف الخلايا، قاموا بتجميد سريع لعينات من أنسجة المخ بعد الوفاة، مباشرة على شبكات خاصة باستخدام الإيثان السائل. وبذلك تجاوزوا المشاكل التي تعيق طرق التجميد التقليدية.
مقال ذو صلة: أمل جديد لعلاج آلام الأعصاب: مركب واعد يُظهر نتائج إيجابية
لا يقتصر إنجاز كرينكمور وفريقه على تجميد العينات بسرعة فائقة. بل يتضمن أيضًا تجاوز القيود السابقة حيث أصبح بإمكانهم تجميد عينات تصل إلى 250 ميكرون دون تكوين بلورات جليدية، مقارنة بالحد السابق البالغ 10 ميكرون. فضلا عن ذلك، تساهم هذه الطريقة في تسريع معالجة العينات السميكة للتصوير بدقة عالية، مما يفتح المجال لدراسة مجموعة أوسع من العينات.
أحدثت تقنية كرينكمور وفريقه قفزة نوعية في مجال دراسات الدماغ من خلال ابتكار طريقة جديدة لتجميد عينات الأنسجة بأحجام كبيرة دون الإضرار بسلامتها. كما تتميز هذه التقنية أيضًا بسرعة معالجتها للعينات، مما يسمح بالحصول على صور عالية الدقة في وقت قصير.
مقال ذو صلة: اختبار الدم ALZpath يحدث ثورة في تشخيص مرض الزهايمر
رؤى جديدة حول مرض الزهايمر والتصلب المتعدد
بفضل منهجهم المبتكر، حقق كرينكمور وفريقه مستوى غير مسبوق من الدقة في مراقبة الهياكل الخلوية السليمة داخل خلايا وأنسجة المخ لمرضى الزهايمر.
كشفت الطريقة عن وجود ألياف تاو، وهي سمة مميزة لمرض الزهايمر، بمستوى غير مسبوق من الوضوح. كما قدمت معلومات حول كيفية محاولة المكونات الخلوية تفكيك هذه الألياف. وهو أمر بالغ الأهمية لفهم تقدم مرض الزهايمر. علاوة على ذلك، سمحت الطريقة للباحثين بتصوير وقياس الـميالين الذي يحيط بالأعصاب ويلعب دورًا حيويًا في وظيفتها. بينما يعتبر تلف الميالين سمة أساسية لأمراض مثل التصلب المتعدد، ويمنحنا قياسه معلومات دقيقة حول تقدّم المرض وتأثير العلاجات.
تقدم جهود الفريق نظرةً أولى على الحالة الطبيعية لأنسجة المخ البشري، وتوعد بتقديم معلومات فريدة وضرورية لتحديد آليات التسبب بالأمراض في مجموعة واسعة من الاضطرابات المتعلقة بالدماغ.
