العلاقة بين ضعف السمع واضطراب طيف التوحد يتجاوز حدود الدماغ

جوزيف بلاشكيويتش

 

20 ديسمبر 2022

 

المترجم:عدنان أحمد الحاجي 

 

المقالة رفم 358 لسنة  2022

 

Beyond the brain: A link between hearing loss and autism spectrum disorder

Josef Blaszkiewicz 

 

December 20, 2022

 

اكتشف فريق متعدد التخصصات من الباحثين في كلية الطب في جامعة كارولينا الجنوبية الطبية (MUSC) ضعف السمع في نموذج اضطراب طيف التوحد (ASD) ما قبل السريري⁽¹⁾.  وبشكل أكثر تحديدًا، نشر الباحثون نتائجهم في مجلة علم الأعصابJournal of Neuroscience⁽²⁾ حيث أفادوا أنهم لاحظوا ضعفًا خفيفًا في السمع وعيوبًا في وظائف العصب السمعي.  الفحص الدقيق للأنسجة العصبية كشف عن وجود خلايا داعمة غير طبيعية تسمى الخلايا الدبقية، تتعرض إلى التنكس والإلتهاب بما يشبه الشيخوخة.  نتائج هذه الدراسة تسلط الضوء على أهمية أخذ الأعضاء الحسية وتفاعلاتها مع الدماغ في الاعتبار لفهم اضطراب طيف التوحد.

تظهر على العديد من المصابين بالتوحد حساسية شديدة للأصوات.  على الرغم من أن العديد من الباحثين قد بحثوا سابقًا عن أسباب كامنة للتوحد في الدماغ، فقد اتخذ فريق كلية الطب بجامعة كارولينا الجنوبية الطبية مقاربةً مختلفةً وذلك بدراسة جهاز السمع المحيطي.  [ المترجم: الجهاز السمعي المحيطي peripheral hearing system يتكون من الأذن الخارجية والوسطى والداخلية، وهي مسؤولة عن التقاط الإشارات الصوتية وتحليلها وتحويلها إلى معلومات يمكن الإحساس بها سمعيًا⁽⁴⁾].

"قد يكون لضعف السمع تأثير في وظائف الجهاز السمعي العالية، وبالتالي، تؤثر في الوظائف الإدراكية⁽³⁾، كما قالت هاينان لانغ، برفسور في قسم علم الأمراض والطب المخبري في كلية الطب بجامعة كارولينا الجنوبية الطبية وأحد اثنين من كبار مؤلفي الدراسة.  جيفري رومشلاغ Jeffrey Rumschlag، طالب ما بعد الدكتوراه في برنامج كلية الطب في جامعة كارولينا الجنوبية الطبية لأبحاث السمع، كان هو المؤلف الأول المشارك في الورقة.

أثبتت الدراسات السابقة في فقدان السمع بسبب الشيخوخة أن الدماغ يتمكن من رفع مستوى استجابته لتعويض الإشارات السمعية المنخفضة الصادرة من الأذن الداخلية.   أرادت لانغ معرفة ما إذا كان هذه الارتفاع في مستوى الاشارات، التي تسمى الكسب (التعويض) المركزي⁽⁵⁾، يمكن أن تسهم في استجابة الدماغ غير الطبيعية للصوت عند المصابين بالتوحد.  ولكن كانت هناك عقبة كبيرة في طريق لانغ في التوصل الى نتيجة.  وقالت "ليس لدينا نموذج ذو صلة من الناحية السريرية لاختبار هذه المسألة الجوهربة والمهمةبشكل مباشر".

النموذج قبل السريري⁽¹⁾ الذي من شأنه أن يسمح لـ لانغ باختبار فرضيتها قد طُور في مختبر كريستوفر كوان Christopher Cowan، رئيس قسم علم الأعصاب في كلية الطب في جامعة كارولينا الجنوبية الطبية.  لدى الفئران في هذا النموذج نسخة عاملة واحدة فقط من بروتين يسمى بروتين MEF2C. درس فريق كوان جين MEF2C في السابق  لدوره في تطور الدماغ ووجدوا أنه مهم لتنظيم تكوِّن الدارات circuits العصبية في الدماغ.  أصبح فريق كوان مهتمًا بشكل خاص ببناء نموذج قبل سريري⁽¹⁾ بعد أن شُخصت مجموعة من المرضى يعانون من أعراض شبيهة بالتوحد بطفرات في بروتين MEF2C.  نماذج كوان أظهرت أيضًا سلوكيات شبيهة بالتوحد، بما في ذلك النشاط المتزايد والسلوك التكراري وضعف في التواصل الاجتماعي.

بدأ التعاون بين لانغ وكوان .  حدد مختبر لانغ الجينات الجزيئية molecular regulators، بما فيها جين MEF2C، والذي يعتبر حاسمًا لتطور الأذن الداخلية، ولاحظت لانغ أن نموذج كوان شيء يمكنها استخدامه اختبار فرضيتها عن فقدان السمع في اضطرابات النمو العصبي.  وافق كوان على تلك الخطوة بحماس، وبدأ فريق البحث في تقييم قدرة الفئران، التي تعاني من عوز جين MEF2C، على السمع.

قاموا أولاً بقياس استجابة الدماغ للإشارات السمعية، باستخدام نسخة معدلة من الفحص المستخدمة عادة لفحص الأطفال حديثي الولادة للكشف عن احتمالية،فقدان السمع لديهم.  لوحظ ضعف سمع خفيف في الفئران التي لديها نسخة واحدة عاملة فقط من جين MEF2C، بينما بقي السمع طبيعيًا في الفئران التي لديها نسختان عاملتان من هذا الجين. لمزيد من التحقيق في فقدان السمع هذا، قام الباحثون بقياس نشاط العصب السمعي الذي ينقل الإشارات من الأذن الداخلية إلى الدماغ. ووجدوا نشاطًا منخفضًا في هذا العصب لدى الفئران التي لديها فقط نسخة واحدة من جين MEF2C.

بتركيزهم على العصب السمعي ، استخدم الباحثون مجاهر متقدمة وتقنيات تلوين staining⁽⁶⁾ لتشخيص طبيعة سبب ما يحدث من مشاكل في هذا الجزء.  على الرغم من أن فقدان حساسية السمع العام كان خفيفًا، إلَّا أن الباحثين كانوا متحمسين لرؤية اختلافًا كبيرًا في استجابة العصب السمعي. أظهرت الأعصاب المأخوذة من فئران لديها نسخة واحدة من بروتين MEF2C تنكسًا خلويًا يشبه إلى حد كبير ضعف السمع المتعلق بالتقدم في العمر.  كما لاحظ الباحثون علامات على زيادة الالتهاب، مع تمزق في الأوعية الدموية وخلايا مناعية منشطة تسمى الخلايا الدبقية والخلايا البلعمية الكبيرة⁽⁷⁾.  كان هذا الاكتشاف مدهشًا بشكل خاص للباحثين.

تعبير بروتين MEF2C (الأخضر) في نوى الخلايا العصبية (ملونة بعلامة  ببروتين عصبية باللون الأحمر) في الأذن الداخلية لفأر كبير. كانت النوى ملونة بالأزرق) ، مصدر الصورة من  البرفسورة هاينان لانج.

"الخلايا الدبقية لم تكن فكرتي الأولى؛ قالت لانغ "اعتقدت أنه كان تغيرًا عصبيًا". "نحن الآن نفهم أن نشاط العصب السمعي يمكن أن يشمل أيضًا الجهاز المناعي، وهذا هو الاتجاه الجديد المدهش الذي نريد مواصلة دراسته."

يعتقد كوان أيضًا أن الاكتشاف يفتح الباب واسعًا أمام حقل جديد من حقول أبحاث علم الأعصاب.  وقال: "نحن نقدر عاليًا الآن أن هناك تفاعلًا مهمًا بين جهاز المناعة في جسم الانسان والجهاز المناعي في دماغه". "يلعب الجهازان أدوارًا حاسمة في التأثير في كيف تتواصل خلايا الجهاز العصبي مع بعضها البعض، جزئيًا، عن طريق تشذيب الروابط العصبية الزائدة أو غير المناسبة التي تشكلت، وهذا جانب ضروري من جوانب التطور السليم للدماغ وتطور وظائفه."

قد تكون نتائج هذه الدراسة مهمة ليس فقط للمرضى الذين يعانون من نقص / عوز بروتين MEF2C⁽⁸⁾ ولكن أيضًا للمصابين بالتوحد أو لفاقدي السمع كليًا.

"هناك تطبيقات هائلة قابلة للتنفيذ لمعرفة كيف يساهم هذا الجين في تطور الأذن وكيف يؤثر تطور الأذن الداخلية في تطور الدماغ ،" كما قال كوان.

في الدراسات المستقبلية، يهدف الباحثون إلى اكتشاف كيف يتسبب بروتين  MEF2C بالضبط في التغييرات التي تم التعرف عليها في هذه الدراسة.  يأمل فريق البحث أيضًا في استكشاف هذه النتائج في المرضى الذين يعانون من عوز بروتين MEF2C باستخدام فحوصات سمع غير باضعة.

تؤكد كل من لانغ وكوان على أهمية التعاون بين التخصصات للقيام بإجراء دراسات مثل هذه.

قال كوان: "قوة التعاون هائلة في مكان مثل كلية الطب بجامعة كارولينا الجنوبية الطبية".  "كان هذا التعاون، بالنسبة لنا، مثاليًا لأن الدكتورة لانغ خبيرة في وظائف السمع والتطور، بينما أنا متخصص أكثر في علم الوراثة والتطور الجزيئي.  هذا النوع من التعاون مثالي، وهذا بالضبط ما جعل كلية الطب في جامعة كارولينا الجنوبية الطبية تشجع الكثير منا على التفكير في القيام بالمزيد والمزيد من هذه الدرسات ".

"بعبارة أخرى، كل منا يعزف على آلات مختلفة، لذا، معًا، سنتمكن من تحقيق انسجام أفضل بيننا في القيام بمثل هذه الدرسات،" كما قالت لانغ. 

 

مصدر من داخل وخارج النص

1-"النماذج قبل السريرية preclinical model المُنتجة من خلايا جذعية بشرية وأنظمة أنبوبية (مختبرية) in vitro system أخرى قائمة على خلايا بشرية مضمومة تحت نماذج قائمة على خلايا بشرية.  تساعد هذه النماذج المعينة الباحثين في غربلة الأدوية الجديدة المحتملة وتوفير بيانات عن الآثار الجانبية الضارة لها."  ترجمناه من نص ورد على هذا العنوان:

https://blog.biobide.com/preclinical-models-for-drug-discovery

2- https://www.jneurosci.org/content/42/42/8002/tab-article-info

 

3- "المهارات المعرفية cognitive skills، والتي تسمى أيضًا الوظائف المعرفية cognitive functions أو القدرات المعرفية cognitive capacity، هي مهارات دماغية ضرورية لاكتساب المعرفة واستخدام المعلومات والتفكير.  ولها علاقة بآليات كيف يتعلم الناس ويتذكرون ويحلون مشكلاتهم وكيف يولون انتباههم، ولكن ليس لها علاقة بالمعرفة الفعلية. تشمل المهارات أو الوظائف المعرفية مجالات الإدراك الحسي والانتباه والذاكرة والتعلم واتخاذ القرار والقدرات اللغوية."   ترجمناه من نص ورد على هذا العنوان:

https://en.wikipedia.org/wiki/Cognitive_skill

 

4-  https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/peripheral-auditory-system

 

5- "وفقًا لنموذج الكسب (التعويض) المركزي central gain ، يقوم الجهاز السمعي المركزي بإعادة معايرة متوسط نشاط معدل اصدار فعل جهد fire الخاص به إلى "نقطة ضبط" جديدة بعد انخفاض المدخلات الحسية، وبالتالي تؤدي إلى تضخيم للضوضاء العصبية، والتي يمكن سماعها كـ طنين."  ترجمناه من نص ورد على هدا العنوان:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4208401/

 

6- https://ar.wikipedia.org/wiki/صبغ_(علم_أحياء)

 

 

7- https://ar.wikipedia.org/wiki/خلية_بلعمية_كبيرة

 

 

8- "يعد عوز / نقص بروتين MEF2C اضطرابًا وراثيًا نادرًا جدًا ناتجًا عن تحور (طفرة) في بروتين MEF2C.  هذه الطفرة ، التي غالبًا ما تكون حذفًا / فقدان  للمادة الجينية، تؤدي إلى اختلال وظيفي في بروتين MEF2C الضروري لعمل الجهاز العضلي الهيكلي والقلب والأوعية الدموية والجهاز العصبي والقحفي الوجهي والجهاز المناعي."  ترجمناه من نص ورد على هذا العنوان:

https://rarediseases.org/rare-diseases/mef2c-deficiency/

 

 

المصدر الرئيس

https://web.musc.edu/about/news-center/2022/12/20/hearing-in-autism