كشف تحليل لكيفية تطور أدمغة المصابين بأشكال مختلفة من التوحد عن آليات أساسية مشتركة قد تستجيب للأدوية الموجودة.

الخلايا الجذعية المحفزة

بالنسبة للدراسة، استخدم باحثو روتجرز هيلث تقنية تسمى الخلايا الجذعية المحفزة متعددة القدرات لتحويل خلايا الدم للأشخاص الذين يعانون من اضطراب طيف التوحد الوراثي وغير المبرر (أو مجهول السبب) (ASD) إلى خلايا دماغية مبكرة تسمى الخلايا العصبية السليفة.

ومع نضوج الخلايا الأولية من كلا المجموعتين في المختبر، أدت العيوب في مسار الإشارات المشترك الذي يتحكم في البروتينات الهيكلية إلى معاناتها مع خطوة مهمة في تمايز الخلايا، ونمو الخلايا العصبية، وهجرة الخلايا اللازمة لبنية الدماغ السليمة.

بالرغم من أن بعض خطوط الخلايا أظهرت نشاطًا كبيرًا جدًا في مسار mTOR هذا، بينما أظهرت خطوط أخرى نشاطًا قليلًا جدًا، فقد تمكن الباحثون من تصحيح كلتا المشكلتين وتحفيز تمايز أفضل للخلايا باستخدام الأدوية الموجودة التي إما تحفز أو تمنع نشاط mTOR (الهدف الميكانيكي للراباميسين).

وقال إيمانويل ديسيكو بلوم، أستاذ علم الأعصاب وبيولوجيا الخلية بكلية طب الأطفال في جامعة روبرت: «الخلايا الموجودة ليست خلايا بشرية كاملة تطورت في الجنين وعملت في الإنسان، لكنها أقرب بكثير من خلايا الفأر».

وقال ديسيكو بلوم: «هذا الاكتشاف مثير للاهتمام بشكل خاص لأن عملية نمو أشواك متشابكة جديدة عندما يتعلم الناس الأشياء تشبه تمامًا العمليات التي لاحظناها في الخلايا التي استخدمناها في هذه التجربة، وهي تنمية المحاور العصبية والهجرة أثناء نمو الجنين، لذا، على الرغم من أن هذه التجربة تحاكي العملية التي قد تراها خلال الفترة المبكرة إلى منتصف الحمل، فإن نفس العملية التي تتضمن البروتينات الهيكلية تحدث الآن بداخلي وداخلك، وهو ما يعني أننا إذا أخذنا خلايا من أشخاص مصابين بالتوحد ووجدنا هذا غير طبيعي تنظيم mTOR في خلاياهم في طبق، قد يكون هؤلاء الأشخاص مرشحين كبالغين للأدوية التي تنظم mTOR لتحسين وظائفهم».

أعراض اضطراب طيف التوحد

تختلف الأعراض المرئية لاضطراب طيف التوحد بشكل كبير ولكنها تتميز عادةً ببعض السلوكيات المتكررة وبعض الضعف في التواصل والتفاعل الاجتماعي.

وزاد معدل الإصابة بهذه الحالة من حوالي 1 من كل 150 طفلًا في عام 2000 إلى 1 من كل 36 طفلًا في عام 2020، وفقًا لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها.

ما يقرب من 10% إلى 15% من الأشخاص المصابين باضطراب طيف التوحد لديهم جينات معروفة بأنها تزيد من خطر الإصابة باضطراب طيف التوحد، وهناك حالات أخرى مجهولة السبب، أي أنها غير مفسرة.

بدأ باحثو روتجرز هيلث الدراسة بدماء 3 أشخاص غير مرتبطين يعانون من اضطراب طيف التوحد مجهول السبب، تتراوح أعمارهم بين 4 إلى 14 عامًا، مع توقع العثور على اختلافات خاصة بالشخص في العمليات التي تحدث أثناء النمو في الرحم.

عندما استخدم الباحثون تقنية الخلايا الجذعية متعددة القدرات لتحويل خلايا الدم إلى نوع من سلائف الخلايا العصبية التي توجد عادة في أدمغة الجنين، وجدوا بشكل غير متوقع العديد من أوجه التشابه، بما في ذلك التشوهات في مسار mTOR، الذي ينظم تكوين الخلايا، والتمثيل الغذائي، ونمو الخلايا العصبية، وإعادة تشكيل الخلايا العصبية. والتدمير، من بين العديد من الوظائف الأخرى.

تمكن الباحثون بعد ذلك من الوصول إلى خلايا الدم من 3 مرضى آخرين يعانون من اضطراب طيف التوحد الناجم عن خلل وراثي معين يرتبط بحوالي 1% من اضطراب طيف التوحد، وهو حذف الجينات الموجودة على الكروموسوم 16، والذي يسمى بحذف 16p11.2، وقد أجروا نفس التجربة ووجدوا نفس الاضطرابات في تطور الخلايا العصبية.

وأظهر التحليل اللاحق أن الاضطرابات في إشارات mTOR لدى بعض المرضى تنبع من كميات زائدة من جزيء معين، في حين أن الاضطرابات في حالات أخرى تنبع من كميات غير كافية، وفي كلتا الحالتين، يمكن للباحثين استخدام الأدوية الموجودة المعتمدة للاستخدام في حالات أخرى لتصحيح المشكلة وتحفيز التطور الطبيعي.

وقد بدأ فريق الدراسة بالفعل تحقيقًا للمتابعة لمعرفة ما إذا كان الأشخاص الذين يعانون من اضطراب طيف التوحد الناجم عن أسباب وراثية أخرى يظهرون اضطرابات مماثلة في نشاط mTOR أثناء التطور.

إذا أثبت اضطراب إشارات mTOR أنه سمة مشتركة لاضطراب طيف التوحد، فإن اختبارات وظيفة mTOR يمكن أن تساعد الأطباء في تشخيص الحالة بشكل أكثر دقة وتمييزها عن الحالات الأخرى ذات التأثيرات المماثلة.

وقال سمريثي بريم، المؤلف الرئيسي للدراسة، وطبيب مقيم في الطب النفسي في جامعة بنسلفانيا: «لقد تم بالفعل ربط نوعين وراثيين نادرين جدًا من مرض التوحد بمسار mTOR، ولكن هذا هو الأول الذي يربط mTOR بالجينات الموجودة في المنطقة 16p11.2، والتي لا تحتوي على mTOR».

وأضاف بريم: «تعكس هذه النتائج أيضًا شيئًا ظهر في دراسات لحالات أخرى، وهو أنه ليس كل الأشخاص الذين يعانون من خلل تنظيم mTOR لديهم نشاط مفرط يحتاج إلى تثبيط».