اكتشف باحثون في جونز هوبكنز ميديسين قنوات أنابيب نانوية مجهرية في الدماغ تستخدمها الخلايا العصبية لنقل الجزيئات السامة، مما قد ينشر بروتينات ضارة مرتبطة بمرض الزهايمر. النتائج، المبنية على تجارب مع فئران معدلة وراثيًا، تشير إلى أن هذه الهياكل تزداد في وقت مبكر في نماذج المرض. يقدم الدراسة رؤى جديدة حول الاضطرابات العصبية التنكسية وأهداف علاجية محتملة.
اكتشف علماء في جونز هوبكنز ميديسين كيفية تشكيل أدمغة الثدييات شبكات معقدة من أنابيب صغيرة، تُدعى أنابيب نانوية دندريتیکية، لنقل السموم داخل وخارج الخلايا العصبية، مشابهة للأنابيب الهوائية في المصانع. تساعد هذه الأنابيب بشكل أساسي في طرد الجزيئات الصغيرة السامة، مثل بيتا الأميلويد، التي يمكن أن تشكل لويحات لزجة مميزة لمرض الزهايمر.
البحث، الذي نُشر في 2 أكتوبر 2025 في مجلة Science، استخدم فئرانًا معدلة وراثيًا وأدوات تصوير متقدمة، ممولة من قبل المعاهد الوطنية للصحة. من خلال مراقبة عينات نسيج الدماغ باستخدام المجهر ذو الدقة العالية وتصوير الخلايا الحية، راقب الفريق كيف تمتد الخلايا العصبية اتصالات طويلة ورفيعة بين الدندريات لنقل المواد.
"يجب على الخلايا التخلص من الجزيئات السامة، ومن خلال إنتاج أنبوب نانوي، يمكنها بعد ذلك نقل هذه الجزيئة السامة إلى خلية مجاورة"، قال المؤلف المقابل هيونغباي كوون، أستاذ مشارك في علم الأعصاب في كلية الطب بجامعة جونز هوبكنز. "للأسف، يؤدي ذلك أيضًا إلى نشر بروتينات ضارة إلى مناطق أخرى من الدماغ."
في الفئران المصممة لتطوير تراكم أميلويد مشابه للزهايمر، زاد عدد الأنابيب النانوية في سن ثلاثة أشهر —عندما لم تكن هناك أعراض— مقارنة بالفئران الصحية في نفس العمر. بحلول ستة أشهر، تساوت أعداد الأنابيب النانوية بين المجموعات. تم تحديد هياكل أنابيب نانوية مشابهة في خلايا عصبية بشرية من قاعدة بيانات عامة للمجهر الإلكتروني.
"تساعد الهياكل الطويلة والرفيعة الشبيهة بالأعمدة لهذه الأنابيب النانوية الدندريتیکية في نقل المعلومات بسرعة من خلية عصبية إلى أخرى"، أضاف كوون. يخطط الفريق لتجارب مستقبلية لاستكشاف شبكات الأنابيب النانوية في أنواع أخرى من خلايا الدماغ وتعديل تشكيلها لعلاجات محتملة. "عند تصميم علاج محتمل بناءً على هذا العمل، يمكننا استهداف كيفية إنتاج الأنابيب النانوية —سواء بزيادة أو تقليل تشكيلها— وفقًا لمرحلة المرض"، لاحظ كوون.
يشمل المساهمون الإضافيون مينهيوك تشانغ، سارة كروسل، جوهيون كيم، دانيال لي، أليك ميروديو، وجاييونغ كوون من جونز هوبكنز، بالإضافة إلى لاكسمي كومار باراجولي وشيغيو أوكابي من جامعة طوكيو.