الباحثون يطورون نموذجا مبتكرا لدراسة حاسة الشم

باستخدام نموذج ثلاثي الأبعاد تم تصميمه حديثًا لدراسة تجديد الأنسجة العصبية في الأنف، اكتشف الباحثون في كلية الطب بجامعة تافتس وكلية الدراسات العليا للعلوم الطبية الحيوية (GSBS) وزملاؤه أن نوعًا واحدًا من الخلايا الجذعية التي يُعتقد أنها خاملة قد تلعب دورًا أكثر أهمية في الحفاظ على حاسة الشم مما كان يعتقد في الأصل. على عكس الخلايا الموجودة في الجهاز العصبي المركزي، تتمتع الخلايا العصبية الحسية الموجودة في التجويف الأنفي بقدرة رائعة على التجدد طوال الحياة على الرغم من التعرض شبه المستمر للبيئة الخارجية. يمكن أن تؤدي الالتهابات الفيروسية مثل كوفيد-19، أو التعرض للسموم، أو حتى الشيخوخة نفسها إلى تقليل وظيفتها أو قدرة هذه الخلايا على التكاثر، مما قد يؤدي إلى فقدان جزئي أو كامل لحاسة الشم. ابتكر فريق الباحثين نموذجًا جديدًا سهل الإنشاء ثلاثي الأبعاد للأنسجة الشمية للفأر أو عضويًا لمساعدة العلماء على دراسة كيفية تكوين الخلايا العصبية باستمرار في الأنف ولماذا قد تتراجع هذه العملية في المرض والشيخوخة. يستخدم بحثهم، الذي نُشر مؤخرًا في مجلة Cell Reports Methods، نموذج الفأر هذا لإظهار كيف أن نوعين من الخلايا الجذعية في الأنف، تسمى الخلايا القاعدية الأفقية (HBCs) والخلايا القاعدية الكروية (GBCs)، يتواصلان ويدعمان بعضهما البعض لتطوير أنسجة عصبية جديدة تستشعر الرائحة. "يشير بحثنا إلى أن هاتين الخليتين الجذعية قد تكونان مترابطتين." يقول بريان لين، كبير مؤلفي الدراسة وأستاذ مساعد باحث في قسم البيولوجيا التنموية والجزيئية والكيميائية. "أحد الأنواع التي اعتقدنا أنها كانت خاملة إلى حد كبير - وهي خلايا HBC - قد تلعب في الواقع دورًا حاسمًا في دعم إنتاج الخلايا العصبية الجديدة وإصلاح الأنسجة التالفة." باستخدام هذا النموذج، حدد الفريق مجموعة فرعية محددة من خلايا HBC، تتميز بإنتاجها لبروتين KRT5، الذي يدعم بشكل فعال توليد خلايا عصبية شمية جديدة. لاحظ الباحثون أن هذه الخلايا العضية تلعب دورًا رئيسيًا في تكوين العضيات، ووجدوا أنه عندما يتم استنفاد هذه الخلايا بشكل انتقائي من مزارع العضيات، فإن توليد الخلايا العصبية الجديدة يضعف بشكل كبير. تشير هذه النتائج إلى أن هذه الخلايا الجذعية، التي كان يُعتقد في السابق أنها خاملة، تلعب دوراً أساسياً في عملية التجدد. "لقد نظرنا أيضًا إلى خلايا من فئران من مختلف الأعمار وقمنا بتنميتها في النموذج". يقول لين. "لقد وجدنا انخفاضا في قدرة خلايا الفئران الأكبر سنا على توليد خلايا عصبية جديدة. نعتقد أن هذا يرجع إلى انخفاض عدد سكان GBC مع تقدمنا ​​في السن، ولكننا بحاجة إلى بذل المزيد من العمل لاختبار هذه الفرضية، وإذا كان الأمر كذلك، تطوير طرق لتجديد شبابهم. المؤلفة الرئيسية للدراسة، جوليانا جوتشو غاميرو، الحاصلة على دكتوراه سابقة. الطالب الزائر لـ GSBS، جاء إلى تافتس من جامعة ولاية لوندرينا، بارانا، في البرازيل. تقول لين إنها كرست جهودها لتطوير نموذج يسهل إنشاؤه في المختبرات بتمويل ومعدات محدودة.