التهاب شدید در اوایل دوران کودکی یک عامل خطر شناخته شده بالینی برای ابتلا به اوتیسم و اسکیزوفرنی است. اکنون، برای اولین بار، دانشمندان دانشکده پزشکی دانشگاه مریلند کشف کرده‌اند که التهاب، رشد سلول‌های آسیب‌پذیر مغز را تغییر می‌دهد و این امر می‌تواند پیوندهای مکانیکی با اختلالات رشد عصبی داشته باشد. این یافته می تواند منجر به درمان بسیاری از اختلالات رشد عصبی در دوران کودکی شود.
محققان دانشکده پزشکی دانشگاه مریلند با استفاده از ژنومیک تک سلولی مغز کودکانی را که در اثر بیماری های التهابی – مانند عفونت های باکتریایی یا ویروسی یا آسم – جان خود را از دست داده اند، همراه با کودکانی که در یک تصادف ناگهانی جان باختند، مطالعه کردند. محققان نشان دادند التهاب در اوایل کودکی از بلوغ کامل نورون‌های خاص در مخچه جلوگیری می‌کند. مخچه ناحیه ای از مغز است که مسئول کنترل حرکتی و عملکردهای شناختی بالاتری است که در زبان، مهارت های اجتماعی و تنظیم هیجانی استفاده می شود.
تحقیقات قبلی نشان داده است نوزادانی که با ناهنجاری‌های مخچه متولد می‌شوند، اغلب دچار اختلالات رشد عصبی می‌شوند و مدل‌های حیوانی که قبل از تولد در معرض التهاب قرار می‌گیرند نیز به این شرایط مبتلا می‌شوند.
ست آمنت، دکترا، دانشمند و دانشیار موسسه علوم ژنوم در این باره گفت: ما به مخچه نگاه کردیم زیرا یکی از اولین مناطق مغز است که شروع به رشد کرده و یکی از آخرین مناطقی است که به بلوغ خود رسیده است، اما هنوز مورد مطالعه قرار نگرفته است. با فناوری نسبتاً جدید توالی‌یابی RNA تک هسته‌ای، می‌توانیم به سطح سلول نگاه کنیم تا تغییرات در مغز را ببینیم.
دکتر مک کارتی افزود: «این کار قبلا هرگز در این گروه سنی و در زمینه التهاب انجام نشده بود. بیان ژن در مخچه کودکان مبتلا به التهاب به طور قابل توجهی ثابت بود.»
محققان بافت های اهدایی پس از مرگ مغزی 17 کودک را که در سن یک تا پنج سالگی مرده بودند، بررسی کردند، 8 کودک در اثر التهاب و 9 کودک در اثر تصادف. هیچ یک از اهداکنندگان قبل از مرگ مبتلا به اختلال عصبی تشخیص داده نشده بودند. دو گروه از نظر سن، جنس، نژاد/قومیت و زمان پس از مرگ مشابه بودند.
این نمونه‌های بافت مغز منحصر به فرد طی سال‌ها توسط محققان دانشکده پزشکی دانشگاه مریلند در بانک مغز و بافت دانشگاه مریلند، مجموعه مغز مریلند مرکز تحقیقات روان‌پزشکی مریلند و بانک عصبی NIH در بتسدا، مریلند جمع‌آوری شده‌اند.
این مطالعه نشان داد که دو نوع خاص و در عین حال نادر از نورون های مخچه، بیشترین آسیب پذیری را در برابر التهاب مغز دارند – نورون های گلژی و پورکنژ. در سطح تک سلولی، این دو نوع نورون اختلال زودرس در بلوغ خود را نشان دادند.
دکتر آمنت گفت: «اگرچه نادر است، نورون های پورکنژ و گلژی عملکردهای حیاتی دارند. در طول رشد، نورون‌های پورکنژ سیناپس‌هایی را تشکیل می‌دهند که مخچه را به سایر مناطق مغز درگیر در شناخت یا کنترل هیجانی متصل می‌سازند، در حالی که نورون‌های گلژی ارتباط بین سلول‌های مخچه را هماهنگ می‌کنند. اختلال در هر یک از این فرآیندهای رشدی می‌تواند توضیح دهد که چگونه التهاب به شرایطی مانند اختلالات طیف اوتیسم و اسکیزوفرنی کمک می‌کند».
مانند بسیاری از بیماری ها، هم ژنتیک و هم محیط (در این مورد التهاب) احتمالاً در خطر ابتلا به این اختلالات نقش دارند. به همین دلیل است که درک نقش سلول‌های خاص در نواحی مغز و همچنین نحوه تعامل آنها با ژن‌ها برای تأثیرگذاری بر عملکرد مغز – برای یافتن درمان‌هایی برای اختلالات مغزی مانند اوتیسم و اسکیزوفرنی و همچنین سایر موارد از جمله زوال عقل، پارکینسون و بیماری یا اختلالات مصرف مواد، بسیار مهم است.
این مطالعه یکی از اولین مطالعاتی است که نشان می دهد تغییرات بیان ژن در طول التهاب ممکن است زمینه را برای اختلال عملکرد سلولی بعدی، مانند کاهش اتصال سیناپسی یا تغییر متابولیسم انرژی فراهم کند.
درک این مکانیسم ها و تغییرات در سطح سلولی در طول رشد مغز بسیار مهم است، به این امید که روزی بتوانیم درمان هایی را برای اختلالات عصبی توسعه دهیم.
