تمكن الباحثون من معالجة «الشلل التام الذي لا رجعة فيه» في الفئران التي تعاني إصابات كاملة في النخاع الشوكي باستخدام العلاج الجيني.
وفق الدراسة التي نشرت في مجلة العلوم، فقد وجد الباحثون أن إعادة نمو الخلايا العصبية لا يكفي لاستعادة المشي بشكل كامل، وأن العلاجات التجديدية يجب أن تستهدف خلايا عصبية محددة وترشدها إلى المكان الذي تنتمي إليه، وهو ما لم يكن معروفًا من قبل.
لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به، لكن الفريق السويسري والأمريكي يقول إن هذه هي الخطوة الأولى نحو إنشاء التكنولوجيا اللازمة لتحقيق الشيء نفسه على البشر.
يقول عالم الأعصاب جريجوار كورتين من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا (EPFL): "نتوقع أن يعمل علاجنا الجيني بشكل تآزري مع إجراءاتنا الأخرى التي تتضمن التحفيز الكهربائي للحبل الشوكي".
تمنع إصابة الحبل الشوكي الكاملة (SCI) الحبل الشوكي من شفاء نفسه. يتطلب التعافي تحفيز إعادة نمو الخلايا العصبية، وهو ما تم تحقيقه، لكن الظروف اللازمة لهذه العلاجات لاستعادة الوظيفة الحركية تظل لغزًا.
نحن نعلم أن الفئران أو البشر المصابين بإصابات النخاع الشوكي الجزئي يصابون بالشلل مؤقتًا، لكن معظم وظائفهم الحركية تعود بشكل طبيعي. الخلايا العصبية في النخاع الشوكي التي تنتج المشي تقع في المنطقة القطنية، ولكن بعد اصابات النخاع الشوكي الجزئية، تقوم الخلايا العصبية في المنطقة الصدرية بنقل الاتصالات عبر الحبل الشوكي مما يسمح باستعادة المشي.
افترض الفريق أن استعادة أنماط الاتصال العصبية المحددة هذه قد تسمح لشخص لديه اصابات النخاع الشوكي الكاملة بالمشي مرة أخرى أيضًا.
"لقد ألهمتنا الطبيعة عندما صممنا استراتيجية علاجية تحاكي آليات إصلاح الحبل الشوكي التي تحدث تلقائيًا بعد الإصابات الجزئية" ، كما يقول عالم الأعصاب في EPFL جوردان سكوير.
استخدم الباحثون التحليل الجيني لمعرفة الخلايا العصبية في النخاع الشوكي الصدري التي تساعد على الشفاء الطبيعي بعد اصابات النخاع الشوكي الجزئي. لقد تتبعوا محاورها العصبية، وهي ألياف عصبية صغيرة تربط الخلايا العصبية وتسمح لها بالتواصل، ووجدوا أنها تصل بشكل طبيعي إلى الحبل الشوكي القطني.
يقول سكوير: "إن ملاحظاتنا باستخدام تسلسل الحمض النووي الريبوزي النووي لخلية واحدة لم تكشف فقط عن المحاور المحددة التي يجب أن تتجدد، ولكنها كشفت أيضًا أن هذه المحاور يجب أن تعيد الاتصال بأهدافها الطبيعية لاستعادة الوظيفة الحركية".
في عام 2018، أظهر الفريق نفسه علاجًا يحفز تجديد المحاور العصبية لدى الفئران، والتي كانت قادرة على النمو مرة أخرى بعد تعرضها لأضرار جسيمة في الحبل الشوكي.
يوضح مارك أندرسون، عالم الأعصاب في EPFL: "لكننا أدركنا أيضًا أن هذا لم يكن كافيًا لاستعادة الوظيفة الحركية، حيث فشلت الألياف الجديدة في الاتصال بالأماكن الصحيحة على الجانب الآخر من الآفة".لذلك طور علماء الأعصاب علاجًا جينيًا لتحفيز إعادة نمو المحاور وتوجيهها حتى الحبل الشوكي القطني.
وقاموا بتشغيل برامج النمو في الخلايا العصبية المحددة حتى تتمكن محاورها من النمو مرة أخرى. كما قاموا بتنظيم البروتينات التي تساعد المحاور على الانطلاق عبر قلب أنسجة الإصابة، وأعطوها جزيئات توجيه لمساعدتها في العثور على أهدافها الطبيعية في الحبل الشوكي القطني.
أدى هذا إلى انتعاش كبير في الفئران المصابة باصابات النخاع الشوكي الكاملة. كانت الفئران قادرة على المشي مرة أخرى، مع أنماط المشي مشابهة للفئران التي بدأت المشي مرة أخرى من تلقاء نفسها بعد اصابات النخاع الشوكي الجزئي.
عندما قاموا بتعطيل هذه الخلايا العصبية، لم تعد الفئران قادرة على المشي، مما يدل على أن استعادة الوظيفة هذه كانت تعتمد على المحاور المجددة للخلايا العصبية المحددة.
يقول المؤلفون إن اكتشاف كيفية قيادة مجموعات فرعية محددة من الخلايا العصبية إلى مناطقها الطبيعية المستهدفة يعد خطوة نحو التكنولوجيا التي يمكنها استعادة الوظائف الحركية لدى البشر.
يقول كورتين: "نعتقد أن الحل الكامل لعلاج إصابة النخاع الشوكي سيتطلب كلا النهجين - العلاج الجيني لإعادة نمو الألياف العصبية ذات الصلة، وتحفيز العمود الفقري لتعظيم قدرة كل من هذه الألياف والحبل الشوكي الموجود أسفل الإصابة على إنتاج الحركة".
إن تعقيد تعزيز التجدد على مسافات أطول في الحيوانات الكبيرة مثلنا يعني أن الإستراتيجية الناجحة من المرجح أن تتطلب المزيد من البحث.
ويخلص الفريق إلى أن عملهم سوف "يفتح الإطار لتحقيق إصلاح مفيد للحبل الشوكي المصاب وقد يسرع الإصلاح بعد أشكال أخرى من إصابات وأمراض الجهاز العصبي المركزي".