پژوهشگران با تهیه یک اطلس سلولی از بخشی مهم در عمق مغز به نام «عقده‌های قاعده‌ای» (Basal Ganglia)، اطلاعات تازه‌ای درباره انواع سلول‌های این ناحیه و فعالیت ژن‌های آن‌ها به دست آورده‌اند. این پژوهش که نتایج آن در قالب بیش از دو دوجین مطالعه در مجلات علمی از جمله مجموعه مجلات Cell منتشر شده، مغز انسان و چند گونه جانوری را بررسی کرده است.

عقده‌های قاعده‌ای مجموعه‌ای از ساختارهای به‌هم‌پیوسته در عمق مغز هستند که در انتخاب و آغاز حرکات، یادگیری از طریق پاداش، شکل‌گیری عادت‌ها، انگیزه، تصمیم‌گیری و تنظیم احساسات نقش دارند. اختلال در عملکرد این بخش با بیماری‌های مختلفی از جمله پارکینسون، هانتینگتون، اسکیزوفرنی، سندرم تورت، اختلال دوقطبی، اختلال وسواس فکری ـ عملی و اعتیاد ارتباط دارد.

هونگ‌کویی زنگ، مدیر علوم مغزی مؤسسه آلن در شهر سیاتل آمریکا و یکی از رهبران این پژوهش، می‌گوید شناخت ساختار و عملکرد عقده‌های قاعده‌ای برای توسعه درمان‌های مؤثر این بیماری‌ها اهمیت دارد.

به گفته او، این دستاورد گامی مهم در مسیر تهیه نقشه‌ای جامع، دقیق و چندبعدی از سلول‌های سراسر مغز انسان است؛ هدفی که پژوهشگران امیدوارند تا سال ۲۰۲۸ به آن نزدیک‌تر شوند.

در این پروژه، دانشمندان با استفاده از نمونه‌های بافت مغزی اهداکنندگان درگذشته، ۲۱ میلیون سلول انسانی را بررسی کردند. همچنین میلیون‌ها سلول از مغز میمون‌های ماکاک و مارموست مورد مطالعه قرار گرفتند تا امکان مقایسه ساختار و عملکرد سلول‌های مغزی در گونه‌های مختلف فراهم شود.

جوزف اکر، زیست‌شناس مولکولی و ژنتیک‌دان مؤسسه سالک در کالیفرنیا و یکی دیگر از پژوهشگران اصلی این پروژه، می‌گوید پیش از این، مرجع جامعی وجود نداشت که انواع سلول‌های عقده‌های قاعده‌ای انسان را همراه با چگونگی تنظیم فعالیت ژن‌های آن‌ها توصیف کند.

او توضیح می‌دهد که این اطلس در کوتاه‌مدت منبعی برای استفاده پژوهشگران خواهد بود. برای مثال، دانشمندان می‌توانند بررسی کنند یک ژن مرتبط با بیماری پارکینسون در کدام نوع سلول فعال می‌شود و کدام بخش‌های تنظیم‌کننده دی‌ان‌ای در آن سلول نقش دارند.

به گفته اکر، این اطلاعات در بلندمدت می‌تواند به شناسایی اهداف دقیق‌تر برای ژن‌درمانی و ویرایش ژن کمک کند. همچنین امکان مقایسه بافت مغزی سالم و بیمار را در اختیار پژوهشگران قرار می‌دهد.

یکی از یافته‌های این تحقیقات، شناسایی نوعی جدید از سلول مغزی مرتبط با اسکیزوفرنی و اختلال دوقطبی است. پژوهشگران همچنین تغییرات ژنتیکی در برخی انواع سلول‌ها را شناسایی کرده‌اند که ممکن است در اوتیسم نقش داشته باشند. علاوه بر این، تغییراتی در فعالیت ژن‌های برخی سلول‌های مغزی مرتبط با افزایش سن مشاهده شده است.

این اطلس تنها به شناسایی انواع سلول‌ها محدود نمی‌شود، بلکه اطلاعات چندلایه‌ای درباره آن‌ها ارائه می‌دهد. بخشی از این اطلاعات نشان می‌دهد کدام ژن‌ها در هر سلول فعال هستند، بخش دیگر به تغییرات شیمیایی و پروتئین‌های متصل به دی‌ان‌ای مربوط می‌شود که فعالیت ژن‌ها را تنظیم می‌کنند و لایه سوم محل دقیق قرارگیری انواع سلول‌ها را در بافت مغز مشخص می‌کند.

اهمیت این اطلاعات در آن است که بسیاری از تغییرات ژنتیکی مرتبط با بیماری‌های مغزی در بخش‌هایی از دی‌ان‌ای قرار دارند که مستقیماً دستور ساخت پروتئین‌ها را حمل نمی‌کنند، بلکه مانند کلیدهای تنظیمی تعیین می‌کنند ژن‌ها چه زمانی و در کدام سلول فعال شوند.

پژوهشگران امیدوارند با استفاده از این نقشه بتوانند مشخص کنند تغییرات ژنتیکی مرتبط با بیماری‌ها دقیقاً در کدام سلول‌های عصبی یا سلول‌های پشتیبان مغز اثر می‌گذارند.

با این حال، دانشمندان تأکید می‌کنند که درمان‌های مبتنی بر این یافته‌ها هنوز به زمان نیاز دارند و نباید انتظار داشت این دستاورد در آینده نزدیک به درمان‌های بالینی جدید منجر شود.

منبع: خبرگزاری رویترز