کار تیمی: تغییرات در رشد مغز به این معنی است که ممکن است برخی از مناطق مغز کمکاری کنند.
دانشمندان از بافت جنین انسان برای بررسی رشد مغز در بیماری هانتینگتون استفاده میکنند. اما وقتی علائم تا دههها پس از تولد ظاهر نمیشوند، تغییرات رشدی چه معنایی دارند؟
تأثیر گسترش ژنتیکی بیماری هانتینگتون بر رشد مغز، موضوع داغی در تحقیقات این بیماری بوده است. تیمی از محققان به سرپرستی دکتر ساندرین هامبرت در موسسه علوم اعصاب گرنوبل، بافت جنین انسان را بررسی کردند تا نشان دهند که ژن جهشیافته بیماری هانتینگتون باعث تغییرات بسیار زودهنگام در الگوهای رشد اولیه مغز میشود. اما این تغییرات در رشد چه نوع تأثیری دارند؟ افرادی که با ژن جهشیافته بیماری هانتینگتون متولد میشوند، بدیهی است که سالها و حتی دههها قبل از بروز علائم در مغز، زنده میمانند و رشد میکنند. بنابراین، در حالی که این یافتهها نشان نمیدهند که تغییرات رشدی باعث اثرات فوری میشوند، اما تفسیر دقیق را توجیه میکنند.
کمی از این، کمی از آن
قبل از شروع – یک یادآوری سریع از زیستشناسی 101 ممکن است برای روشن کردن برخی اصطلاحات تخصصی که معمولاً استفاده میکنیم، مفید باشد. ما در مورد بیماری هانتینگتون صحبت میکنیم، اما از کلمه هانتینگتین زیاد استفاده میکنیم. HD به خود بیماری اشاره دارد و هانتینگتین به ژن و/یا پروتئینی که باعث بیماری میشود، اشاره دارد. دانشمندان فکر میکنند باهوش هستند و فقط برای خلاقیت، کمی پیچیدگی به نام ژن/پروتئین دادهاند. فقط سپاسگزار باشید که واقعاً خلاقیت به خرج ندادند و نامی عجیب و غریب مانند سونیک خارپشت، 18 چرخ یا تینمن (نامهای واقعی ژن، قول میدهیم) برای آن انتخاب نکردند.
و در حالی که کلمه «هانتینگتین» به یک ژن و یک پروتئین اشاره دارد، این دو در واقع کاملاً متفاوت هستند. میتوانید ژن را به عنوان یک دستور غذا در نظر بگیرید – دستورالعملهای مکتوب در مورد آنچه باید ساخته شود را ارائه میدهد. و پروتئین محصول است – میتوانید آن را مانند محصول یک دستور غذا، مانند یک پای در نظر بگیرید. بنابراین ژن هانتینگتین دستور غذا برای پروتئین هانتینگتین است که محصول است.
حتی با وجود اینکه ژن هانتینگتون در سال 1993 کشف شد، هنوز چیزهای زیادی در مورد عملکرد این پروتئین نمیدانیم. یکی از دلایل آن این است که محققان دریافتهاند که هانتینگتون در واقع عملکردهای زیادی دارد – کمی از این کار و کمی از آن کار را در سلولهای سراسر بدن و در طول عمر ما انجام میدهد. و در حالی که برخی از این عملکردها شروع به روشن شدن کردهاند، هنوز چیزهای زیادی برای یادگیری باقی مانده است.
یکی از نقشهای اخیراً پیشنهاد شده برای پروتئین هانتینگتون، مشارکت در رشد مغز است. به یاد داشته باشید – افرادی که جهش بیماری هانتینگتون را به ارث میبرند، تغییر ژنتیکی دارند که باعث بیماری میشود، از زمانی قبل از اینکه حتی به دنیا بیایند. اما در بیشتر بیماران مبتلا به بیماری هانتینگتون، علائم تا دههها ظاهر نمیشوند. یکی از اهداف محققان بیماری هانتینگتون، درک اولین تغییرات ناشی از جهش بیماری هانتینگتون است، تا سعی کنند این تغییرات و اختلال عملکرد بعدی که منجر به علائم بیماری هانتینگتون میشود را نقشهبرداری کنند.
برای مطالعه تغییرات بسیار زودهنگام در رشد، دانشمندان از مدلهای موش و سلولی برای شناسایی عملکردهای پروتئین هانتینگتون استفاده کردهاند. شواهد فزایندهای نشان میدهد که تغییرات ظریفی در رشد مغز در سلولها و موشهایی که ژن جهشیافته بیماری هانتینگتون را بیان میکنند، وجود دارد. ما اخیراً در مورد تغییرات مربوط به رشد که در یک مدل سلولی سهبعدی مینی مغز از بیماری هانتینگتون شرح داده شده است، نوشتیم که میتوانید در اینجا در مورد آن بخوانید.
اما، همانطور که همه شما میدانید، موشها انسان نیستند و مدلهایی که به سلولهای رشد یافته در یک ظرف نگاه میکنند، نمیتوانند کل داستان آنچه بیماری هانتینگتون در انسان انجام میدهد را به ما بگویند. همانطور که اغلب میگوییم، فقط انسانها به بیماری هانتینگتون مبتلا میشوند. و دلیل اینکه محققان در حال مطالعه بیماری هانتینگتون هستند، یافتن درمانی برای انسانهای مبتلا به این بیماری است. بنابراین بهترین نمونهها برای استفاده برای بررسی این فرآیند، خب، از انسانها هستند.
«پیام اصلی این است که این مطالعه نشان داد که سلولها در یک ناحیه خاص از مغز در یک نقطه زمانی خاص، به دلیل جهشی که باعث بیماری هانتینگتون میشود، در رشد تفاوتهایی داشتند.»
مکان مناسب در زمان مناسب – آیا حیاتی است؟
برای تعیین اینکه آیا بیماری هانتینگتون باعث تغییرات سلولی در مراحل بسیار اولیه رشد مغز انسان میشود یا خیر، محققان به سرپرستی دکتر هامبرت، مغز در حال رشد را در جنینهای انسانی که در هفته 13 بارداری بودند، بررسی کردند. این به محققان اطلاعاتی در مورد آنچه در یک نقطه زمانی بسیار خاص در طول رشد اولیه اتفاق میافتد، ارائه میدهد – مانند یک عکس از یک لحظه خاص.
آنها به طور خاص به بررسی قشر در حال رشد پرداختند – قسمت بیرونی چروکیده مغز که بسیاری از رفتارهای پیچیده ما را انجام میدهد. در بافت جنین انسان که حامل جهش بیماری هانتینگتون بود، سرعت تقسیم سلولها کندتر بود و محل قرارگیری آنها در مغز تغییر کرده بود. این در یک مدل موش نیز مشاهده شد، که نشان میدهد این اثرات قطعاً مربوط به جهش بیماری هانتینگتون هستند.
هنگامی که یک سلول به یک نورون بالغ میشود، از نظر فیزیکی در مغز حرکت میکند. بنابراین در این نقطه زمانی در رشد، برخی از سلولها در مکان مناسب در زمان مناسب نیستند و تعادل را در مغز در حال رشد به هم میزنند.
پیام اصلی این است که این مطالعه نشان داد که سلولها در یک ناحیه خاص از مغز در یک نقطه زمانی خاص، به دلیل جهشی که باعث بیماری هانتینگتون میشود، در رشد تفاوتهایی داشتند. با این حال، مهم است بدانید که ساخت سلولهای مغزی به عنوان یک بزرگسال، فرآیندی بسیار متفاوت از زمانی است که سلولهای مغزی برای اولین بار در طول رشد ساخته میشوند. بنابراین در حالی که این مطالعه بررسی میکند که چگونه جهش بیماری هانتینگتون بر رشد سلولهای مغزی تأثیر میگذارد، تغییرات در تشکیل سلولهای مغزی بالغ یا اینکه چرا سلولهای جدید جایگزین آنها نمیشوند را بررسی نمیکند. اینها سوالاتی برای یک مطالعه دیگر هستند.
اما بسیاری از مطالعات دیگر در موشها به ما نشان دادهاند که حتی با وجود جهشی که باعث بیماری هانتینگتون میشود، در نهایت یک مغز کاملاً کاربردی ایجاد میشود. و ما قطعاً میدانیم که این در مورد افراد صادق است.
همکاری
بنابراین چگونه یک مغز میتواند رشد تغییر یافته داشته باشد و به طور معمول عمل کند؟ سایر نواحی مغز کمک میکنند! این مانند زمانی است که شما باید یک پروژه گروهی انجام دهید، اما یکی از اعضای تیم کمکار است – بقیه تیم کمی بیشتر تلاش میکنند تا کار را انجام دهند.
در واقع، ما دیدهایم که این در مطالعات دیگر از انسانها نیز صادق است. یک مطالعه اخیر – مطالعه ChANGE-HD – از MRI برای بررسی اندازه نواحی مختلف مغز در کودکان (6 تا 18 ساله) که جهش بیماری هانتینگتون را به ارث بردهاند، اما سالها از شروع علائم فاصله دارند، استفاده کرد. با رضایت والدین خود، این کودکان در این مطالعه شرکت کردند که هدف آن درک اولین تغییرات قابل تشخیص در افراد حامل جهش بیماری هانتینگتون بود.
در مقایسه با کودکانی که جهش بیماری هانتینگتون را به ارث نمیبرند، کودکانی که این جهش را به ارث میبرند، در ابتدا مخطط کمی بزرگتر دارند (ناحیهای از مغز که در نهایت به دلیل بیماری هانتینگتون دچار از دست دادن شدید سلول میشود) که با افزایش سن اندازه آن کاهش مییابد. اما کودکانی که جهش بیماری هانتینگتون را به ارث بردهاند، اتصالات بیشتری بین سایر نواحی مغز خود و همین ناحیه مغز داشتند.
«حتی اگر بیماری هانتینگتون ممکن است باعث تغییرات ظریفی در رشد مغز شود که به نظر میرسد از قبل از تولد وجود داشته باشد، مطالعات دیگر به ما نشان میدهند که تغییرات در رشد به نظر نمیرسد علائمی ایجاد کنند که بتوانیم آنها را اندازهگیری کنیم.»
این نشان میدهد که کودکانی که جهش بیماری هانتینگتون را به ارث میبرند، رشد سریعتری در نواحی خاصی از مغز دارند که در اوایل تحت تأثیر بیماری هانتینگتون قرار میگیرند، و اینکه همین ناحیه مغز در نهایت با گذشت زمان کوچک میشود. اما به نظر میرسد که سایر نواحی مغز برای کمک به جبران این جدول زمانی رشدی تغییر یافته، دست دراز میکنند. بنابراین سایر نواحی مغز جای ناحیه مغزی را که وزن خود را نمیکشد، پر میکنند.
ساختار بلافاصله عملکرد را تعیین نمیکند
هرگز تیمی را که به خوبی با هم کار میکند دست کم نگیرید. در حالی که ممکن است هر یک از اعضا عملکرد خود را دقیقاً همانطور که به آنها محول شده است انجام ندهند، اما به کار کردن با هم عادت میکنند. و ممکن است زمان بسیار زیادی طول بکشد تا شکافها در نحوه انجام کارها ظاهر شوند.
ما اخیراً از مطالعه بزرگسالان جوان مبتلا به بیماری هانتینگتون (HD-YAS) آموختیم که حتی 24 سال پس از شروع پیشبینیشده علائم، افراد حامل جهش بیماری هانتینگتون هیچ کاهشی در تفکر یا خلق و خو نشان ندادند. (میتوانید در مورد مطالعه HD-YAS اینجا بیشتر بخوانید.) حتی اگر بیماری هانتینگتون ممکن است باعث تغییرات ظریفی در رشد مغز شود که به نظر میرسد از قبل از تولد وجود داشته باشد، مطالعات دیگر به ما نشان میدهند که تغییرات در رشد به نظر نمیرسد علائمی ایجاد کنند که بتوانیم آنها را اندازهگیری کنیم. بنابراین احتمالاً مغز قادر به جبران این تغییرات اولیه است.
با این مطالعه جدید، ما شواهد بیشتری داریم که نشان میدهد هانتینگتین در رشد مغز نقش دارد و به لیست رو به رشد عملکردهای انجام شده توسط این پروتئین اضافه میکند. درک دقیق اینکه چگونه هانتینگتین در این فرآیند نقش دارد، به آشکار شدن چیزهایی در مورد رشد انسان به طور کلی کمک میکند. و به ما نگاهی اجمالی به برخی از علوم واقعاً جالب مربوط به توسعه میدهد!
یافتههای این مطالعه جدید همچنین این سوالات را مطرح میکند – دقیقاً چه مکانیسمهایی برای حفظ سلامت مغزهای مبتلا به بیماری هانتینگتون برای مدت طولانی جبران میکنند؟ و آیا میتوانیم آنها را شناسایی کنیم تا آن فرآیند را به عنوان یک استراتژی درمانی گسترش دهیم؟ ما هنوز چیزهای زیادی برای یادگیری در مورد آن حوزه از تحقیقات بیماری هانتینگتون داریم، اما احتمالاً مطالعات آینده پیگیری خواهند کرد.
بیشتر بدانید
برای اطلاعات بیشتر در مورد سیاست افشای اطلاعات ما، به سوالات متداول مراجعه کنید…
