أورام الدماغ هي طفيليات معرفية – كيف يختطف سرطان الدماغ الدوائر العصبية ويسبب التدهور المعرفي

لطالما عرف الباحثون أن أورام المخ ، وتحديدًا نوع من الورم يسمى الورم الدبقي ، يمكن أن يؤثر على الوظيفة الإدراكية والجسدية للشخص. يعاني المرضى المصابون بالورم الأرومي الدبقي ، وهو أكثر أنواع أورام الدماغ فتكًا لدى البالغين ، من تدهور حاد في نوعية الحياة بشكل خاص. يُعتقد أن الورم الأرومي الدبقي يضعف وظائف المخ الطبيعية عن طريق ضغط الأنسجة السليمة وتضخمها ، أو التنافس معها على إمدادات الدم.

لا يزال السبب الدقيق وراء التدهور المعرفي لدى مرضى أورام المخ غير معروف. في بحثنا المنشور مؤخرًا ، وجدنا أن الأورام لا يمكنها فقط إعادة تشكيل الدوائر العصبية ، ولكن نشاط الدماغ نفسه يمكن أن يغذي نمو الورم.

نحن عالم أعصاب وفريق جراحة أعصاب في جامعة كاليفورنيا ، سان فرانسيسكو. يركز عملنا على فهم كيفية قيام أورام الدماغ بإعادة تشكيل الدوائر العصبية وكيف تؤثر هذه التغييرات على اللغة والوظيفة الحركية والإدراكية. اكتشفنا آلية غير معروفة سابقًا تستخدمها أورام الدماغ لاختطاف وتعديل دوائر الدماغ التي تسبب تدهورًا معرفيًا لدى مرضى الورم الدبقي.

أورام المخ في حوار مع الخلايا المحيطة

عندما بدأنا هذه الدراسة ، وجد العلماء مؤخرًا أن حلقة التغذية الراجعة الإيجابية الدائمة تعمل على تنشيط أورام الدماغ. تبدأ الدورة عندما تنتج الخلايا السرطانية مواد يمكن أن تعمل كناقلات عصبية ، وهي بروتينات تساعد الخلايا العصبية على التواصل مع بعضها البعض. يؤدي هذا الفائض من الناقلات العصبية إلى تحفيز الخلايا العصبية لتصبح مفرطة النشاط وتفرز مواد كيميائية تحفز وتسرع تكاثر الخلايا السرطانية ونموها.

تساءلنا كيف تؤثر حلقة التغذية الراجعة هذه على سلوك وإدراك الأشخاص المصابين بسرطان الدماغ. لدراسة كيفية تفاعل الأورام الأرومية الدبقية مع الدوائر العصبية في الدماغ البشري ، سجلنا نشاط الدماغ في الوقت الفعلي للمرضى المصابين بالأورام الدبقية حيث عُرض عليهم صور لأشياء أو حيوانات شائعة وطلبنا تسمية ما يصورون أثناء خضوعهم لعملية جراحية في الدماغ لإزالته الورم.

بينما كان المرضى يشاركون في هذه المهام ، تم تنشيط الشبكات اللغوية في أدمغتهم كما هو متوقع. ومع ذلك ، وجدنا أن مناطق الدماغ التي تسلل إليها الأورام بعيدة جدًا عن مناطق اللغة المعروفة في الدماغ تم تنشيطها أيضًا أثناء هذه المهام. يُظهر هذا الاكتشاف غير المتوقع أن الأورام يمكنها اختطاف وإعادة هيكلة الوصلات في أنسجة المخ المحيطة بها وزيادة نشاطها.

قد يفسر هذا التدهور المعرفي المرتبط بشكل متكرر بتطور الأورام الدبقية. ومع ذلك ، من خلال التسجيل المباشر للنشاط الكهربائي للدماغ باستخدام مخطط كهربية القشرة ، أظهرنا أنه على الرغم من فرط النشاط ، فإن مناطق الدماغ البعيدة هذه قد قللت بشكل كبير من القوة الحسابية. كان هذا هو الحال بشكل خاص عند معالجة الكلمات الأكثر تعقيدًا والأقل استخدامًا ، مثل “الديك” ، مقارنةً بالكلمات البسيطة والأكثر استخدامًا ، مثل “سيارة”. وهذا يعني أن خلايا الدماغ المتشابكة في الورم معرضة للخطر لدرجة أنها تحتاج إلى تجنيد خلايا إضافية لتنفيذ المهام التي كانت تسيطر عليها في السابق منطقة محددة أصغر.

نحن نصنع تشبيهًا لأوركسترا. يحتاج الموسيقيون إلى العزف بشكل متزامن حتى تعمل الموسيقى. عندما تفقد التشيلو وآلات النفخ ، لا يمكن للموسيقيين الباقين توصيل المقطوعة بشكل فعال كما لو كان جميع العازفين حاضرين. وبالمثل ، عندما تختطف أورام الدماغ المناطق المحيطة بها ، يكون الدماغ أقل قدرة على العمل بفعالية.

جابابنتين كدواء واعد للورم الأرومي الدبقي

لقد فهمنا الآن أن الأورام يمكن أن تضعف الإدراك من خلال التأثير على الاتصالات العصبية. بعد ذلك ، قمنا بفحص روابطها مع بعضها البعض ومع الخلايا العصبية السليمة باستخدام نماذج الفئران وعضويات الدماغ ، وهي مجموعات من خلايا الدماغ التي نمت في طبق بتري.

وجدت هذه التجارب ، التي قادها أحدنا ، ساريثا كريشنا ، أن الخلايا السرطانية تفرز بروتينًا يسمى ثرومبوسبوندين -1 الذي يلعب دورًا رئيسيًا في تعزيز النشاط المفرط لخلايا الدماغ. تساءلنا عما إذا كان حجب هذا البروتين ، الذي يساعد الخلايا العصبية في تكوين نقاط الاشتباك العصبي ، سيوقف نمو الورم ويطيل بقاء الفئران المصابة بالورم الأرومي الدبقي.

لاختبار هذه الفرضية ، عالجنا الفئران بعقار شائع مضاد للنوبات يسمى جابابنتين يمنع الثرومبوسبوندين -1. وجدنا أن جابابنتين كان قادرًا على منع أورام المخ من التوسع لعدة أشهر. تسلط هذه النتائج الضوء على إمكانية إعادة استخدام هذا الدواء الحالي للسيطرة على نمو ورم الدماغ.

تشير دراستنا إلى أن استهداف الاتصال بين خلايا الدماغ السليمة والخلايا السرطانية يمكن أن يوفر طريقة أخرى لعلاج سرطان الدماغ. يمكن أن يؤدي الجمع بين الجابابنتين والعلاجات التقليدية الأخرى إلى تكملة العلاجات الحالية ، مما يساعد في تخفيف التدهور المعرفي ويحتمل أن يحسن البقاء على قيد الحياة. نحن الآن نستكشف طرقًا جديدة للاستفادة من قدرة هذا الدواء على وقف نمو الورم. هدفنا هو ترجمة نتائج دراستنا في النهاية إلى تجارب إكلينيكية على البشر.