جديد الطب.. تقنية للتحكم في دوائر محددة في الدماغ بغير جراحة

كشفت دراسة ما قبل سريرية، حديثة، أجراها باحثون في كلية طب وايل كورنيل، وجامعة روكفلر، وكلية طب إيكان في نيويورك، عن تقنية جديدة، تتيح التحكم في دوائر دماغية محددة، بطريقة غير جراحية، باستخدام المجالات المغناطيسية. 

وبحسب ورقة بحثية نُشرت في 9 تشرين الأول/ أكتوبر في مجلة Science Advances، فإن “تقنية العلاج الجيني الجديدة، تعدّ أداة قوية لدراسة الدماغ، وأيضا كأساس للعلاجات العصبية والنفسية المستقبلية، لحالات متنوعة مثل مرض باركنسون والاكتئاب والسمنة والألم المعقد”.

وتابعت أنه “كان التحكم في دوائر المخ في الوقت الفعلي، بطريقة تسمح للحيوانات أو البشر، بالتحرك بشكل طبيعي، هدفا رئيسيا لعلماء الأعصاب، ولكنه هدف صعب للغاية”.

وأضافت: “في المختبر، يمكن لتقنية البصريات الجينية، على سبيل المثال، أن تجعل الخلايا العصبية المختارة تعمل أو تتوقف على الفور باستخدام نبضات ضوئية، لكنها تتطلب جهازا جراحيا لتوصيل تلك النبضات الضوئية إلى الدماغ. وفي العيادة، يسمح التحفيز العميق للدماغ بتعديل مناطق الدماغ، لكن هذا يتطلب أيضا جهازا مزروعا بشكل دائم، وتظل الدقة الأكبر أيضا هدفا”.

وأوضحت الورقة البحثية نفسها، أنه “بعد القيام بعمل مبكر على تقنية المغناطيسية الجينية كبديل للطرق الأخرى، انضمّ الدكتور فريدمان والدكتور ستانلي إلى الدكتور كابليت، رائد العلاجات الجينية المستهدفة للدماغ، لتطوير طريقة من هذا النوع مع إمكانية التطبيقات السريرية”.

“يستخدم النهج الناتج تقنيات العلاج الجيني لتوصيل بروتين قناة أيونية مُصمم إلى نوع مرغوب من الخلايا العصبية. يعمل بروتين قناة الأيونات بشكل أساسي كمفتاح لتشغيل الخلايا العصبية المصابة أو إيقاف تشغيلها، وهو حساس للمجال المغناطيسي؛ لأنه يتضمن بروتينا يشبه الأجسام المضادة يلتصق ببروتين طبيعي يحبس الحديد يسمى الفيريتين”، استطردت الورقة البحثية.

وأكدت: “في حين يتم توصيل العلاج الجيني إلى مناطق محددة من الدماغ من خلال جراحة طفيفة التوغل، يمكن لحقل مغناطيسي قوي بدرجة كافية، أن يمارس قوة كافية على ذرات الحديد المحاصرة بالفيريتين أو إغلاق القناة، أي تنشيط الخلية العصبية أو تثبيطها، اعتمادا على التصميم، دون الحاجة إلى جهاز مزروع أو دواء”.

وأبرزت: “في أحد إثباتات المفهوم، حقن الفريق العلاج الجيني للقنوات الحساسة مغناطيسيا، في خلايا عصبية محددة داخل منطقة تتحكم في الحركة تسمى المخطط في الفئران، ثم استخدموا المجال المغناطيسي من جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي لتنشيط الخلايا العصبية، وإبطاء حركات الفئران بشكل ملحوظ، وحتى تجميدها”.

وفي تجربة أخرى، قلل الباحثين من النشاط العصبي في منطقة من الدماغ تسمى النواة تحت المهاد، لتخفيف اضطرابات الحركة في نموذج فأر مصاب بمرض باركنسون. فيما أظهروا أن طريقتهم يمكن أن تعمل حتى عند استخدام جهاز “تحفيز مغناطيسي عبر الجمجمة”، وهو أصغر حجما وأقل تكلفة، ويستخدم غالبا حاليا في العيادة لعلاج المرضى الذين يعانون من الاكتئاب والصداع النصفي، وغيرها من الحالات.

إلى ذلك، أجرى الباحثون، عددا من التّجارب على الفئران، أظهرت أنها يمكن أن تعمل على تشغيل أو إيقاف تشغيل مجموعات مختارة من الخلايا العصبية، مع تأثيرات واضحة على حركات الحيوانات. في إحدى التجارب، استخدموها من أجل التقليل من الحركات غير الطبيعية في نموذج فأر، لمرض باركنسون.

وبحسب الورقة البحثية، فإن التجارب لم تكشف عن أي مشكلات تتعلق بالسلامة، فيما يشير الباحثون إلى أن المجالات المغناطيسية المحيطة الطبيعية ستكون ضعيفة للغاية، بحيث لا يمكنها التسبب بتشغيل مفاتيح مغناطيسية جينية عن غير قصد.

وفي هذا السياق، قال الأستاذ ونائب الرئيس التنفيذي لجراحة الأعصاب في طب وايل كورنيل ومدير جراحة اضطرابات الحركة في مركز نيويورك بريسبتيريان/ ويل كورنيل الطبي والمؤلف الرئيسي للدراسة، مايكل كابليت: “نتصور أن تقنية المغناطيسية الجينية قد تُستخدم يوما ما، لإفادة المرضى في مجموعة واسعة من الحالات السريرية”. 

تجدر الإشارة إلى أن الدراسة كانت بتعاون بين مختبر الدكتور كابليت، ومختبرات الدكتور جيفري فريدمان، وهو الأستاذ في مختبر علم الوراثة الجزيئي في جامعة روكفلر؛ والدكتورة سارة ستانلي، أستاذة مساعدة في قسم الطب في كلية طب إيكان. فيما كان المؤلف الأول للدراسة هو الدكتور سانتياغو أوندا، باحث ما بعد الدكتوراه في مختبر الدكتور كابليت.

ويعتزم الفريق الآن استكشاف التطبيقات السريرية المحتملة، بما في ذلك علاجات الاضطرابات النفسية وحتى الألم المزمن في الأعصاب الطرفية. كما سوف يواصلون استكشاف وتحسين تكنولوجيا المغناطيسية الوراثية نفسها.