Application value of multi-modal magnetic resonance imaging in the establishment of cerebral ischemia reperfusion model of cynomolgus monkey

تُعد السكتة الدماغية حدثاً مفاجئاً ومدمرًا، حيث ينقطع تدفق الدم إلى جزء من الدماغ، مما يحرم الخلايا من الأكسجين ويؤدي إلى موتها. وبالنسبة للأطباء الذين يعالجون المرضى، فإن الهدف الأكثر أهمية هو استعادة هذا التدفق في أسرع وقت ممكن، لكن القيام بذلك بأمان يمثل تحدياً معقداً؛ إذ إن استعادة تدفق الدم في وقت متأخر جداً أو بشكل مفرط قد يتسبب أحياناً في أضرار جديدة، وهي ظاهرة تُعرف باسم "إصابة إعادة التروية". ولفهم كيفية التنقل في هذا التوازن الدقيق، يحتاج العلماء إلى مراقبة ما يحدث داخل دماغ حي أثناء تشكل الانسداد ثم انفراجه. وبينما تُعد الدراسات البشرية ضرورية، إلا أنها لا تستطيع دائماً إظهار التغيرات الدقيقة، لحظة بلحظة، في صحة الأنسجة التي تحدث فور حدوث الانسداد. وهنا تبرز أهمية النماذج الحيوانية، حيث توفر وسيلة لاختبار العلاجات ومراقبة العمليات البيولوجية في بيئة محكومة. ومع ذلك، فإن إنشاء نموذج يحاكي الحالة البشرية حقاً أمر صعب، خاصة عند استخدام الرئيسيات غير البشرية، التي تُعد أدمغتها أقرب بكثير من الناحية الهيكلية والوظيفية إلى أدمغتنا مقارنة بالجرذان أو الفئران.

في دراسة حديثة، سعى الباحثون إلى بناء نموذج دقيق للغاية لهذه الحالة باستخدام قرود "سينومولجوس"، وهي فصيلة من الرئيسيات تُستخدم غالباً في الأبحاء الطبية المتقدمة. هدف الفريق، الذي قاده علماء من مستشفى "سوزو كولونج" وشركة للتكنولوجيا الحيوية، إلى خلق سيناريو يتم فيه سد وعاء دموي في الدماغ ثم إعادة فتحه، مما يحاكي تجربة مريض السكتة الدماغية البشرية الذي يتلقى علاجاً طارئاً. ولتحقيق ذلك، استخدموا تقنية تسمى "تصوير الطرح الرقمي"، والتي تعمل كخريطة عالية الدقة وفورية للأوعية الدموية. وتحت هذا التوجيه، قاموا بتوجيه قسطرة دقيقة بعناية إلى دماغ كل قرد وحقنوا جلطة صغيرة من صنعهم في الشريان المخي الأوسط، وهو الوعاء الرئيسي الذي يمد جزءاً كبيراً من الدماغ بالدم. سمحت هذه الطريقة بسد الوعاء بدقة متناهية، مما ضمن أن تكون الإصبابة الناتجة متسقة وموثوقة عبر جميع الحيوانات في الدراسة.

بمجرد إنشاء الانسداد، لجأ الباحثون إلى مجموعة قوية من الأدوات لمراقبة رد فعل الدماغ. فقد استخدموا نوعاً من التصوير الطبي يُعرف بالتصوير بالرنين المغناطيسي، والذي يصنع صوراً تفصيلية للدماغ دون استخدام الإشعاع. وبشكل محدد، وظفوا مزيجاً من أوضاع مسح مختلفة لرؤية كل من بنية الأوعية الدموية وصحة أنسجة الدماغ نفسها. أحد هذه الأوضاع، المعروف باسم "التصوير بانتشار الوزن"، حساس للغاية للتغيرات في كيفية حركة الماء داخل الخلايا؛ فعندما تُحرم خلايا الدماغ من الأكسجين، فإنها تتورم، وهذا التورم يحد من حركة الماء، مما يجعل المنطقة تضيء بشكل ساطع في الفحص. أما الوضع الآخر، المسمى "تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي"، فقد سمح للفريق برؤية الأوعية الدموية مباشرة، موضحاً ما إذا كان الانسداد لا يزال موجوداً أم أن الوعاء قد انفتح مجدداً.

شملت الدراسة ثمانية قرود، وكانت العملية ناجحة في جميعها تحت إشراف جهاز التصوير الوعائي. وبعد إنشاء الانسداد، انتظر الباحثون ساعتين ونصف قبل إعطاء دواء مذيب للجلطات، وهو علاج يُعرف باسم "إذابة الخثرة"، والذي يمثل المعيار القياسي لمرضى السكتة الدماغية البشر. ثم قاموا بمسح أدمغة القرود في فترات زمنية متعددة: بعد ساعة واحدة من الانسداد، وأربع ساعات بعد إعطاء الدواء، وبعد أربع وعشرين ساعة، ومرة أخرى بعد أسبوع من الحدث الأولي. وقد روت الصور قصة واضحة؛ فمباشرة بعد الانسداد، أظهرت عمليات المسح منطقة صغيرة من الضيق في أنسجة الدماغ. ومع ذلك، بعد إعطاء الدواء، بدت المنطقة المتضررة في البداية وكأنها تكبر خلال الساعات القليلة التالية، وهي علامة على تفاعل الأنسجة مع العودة المفاجئة لتدفق الدم. ولكن مع مرور الوقت، أظهرت الصور تعافياً ملحوظاً؛ فبحلول علامة الأربع وعشرين ساعة والاستمرار خلال الأسبوع، بدأت المناطق المضيعة والمتضررة في المسح تتقلص، وبدأت الأوعية الدموية التي كانت غير مرئية قبل ساعات قلي في الظهور مجدداً، مما أظهر أن الانسداد قد زال وأن الدم يتدفق مرة أخرى.

وللتأكد من أن الصور تنقل الحقيقة، أجرى الباحثون فحصاً نهائياً بعد قتل القرود بطريقة رحيمة في اليوم الثامن. حيث قاموا بإزالة الأدمغة وتقطيعها إلى شرائح رقيقة، وصبغوها بصبغة حمراء تحول الأنسجة الحية إلى اللون الأحمر وتترك الأنسجة الميتة باهتة. جاءت النتائج مطابقة للصور تماماً؛ إذ كانت المناطق الباهتة والميتة في أنسجة الدماغ أصغر بكماً من المناطق المتضررة الكبيرة التي شوهدت في المسح بعد يوم واحد فقط من الانسداد. وقد أكد هذا أن أنسجة الدماغ لم تمت بشكل دائم، بل تعافت بمجرد استعادة تدفق الدم. كما تطابق حجم الأنسجة الميتة مع حجم المنطقة التي شوهدت في المسح بعد أسبوع واحد، مما أثبت أن تقنية التصوير يمكنها التنبؤ بدقة بالنتيجة النهائية للإصابة.

يُظهر هذا العمل أنه من الممكن إنشاء نموذج موثوق ودقيق للسكتة الدماغية وإعادة التروية في القرود باستخدام التوجيه بالتصوير المتقدم. وقد أظهرت الدراسة أنه من خلال الجمع بين أنواع مختلفة من مسحات الرنين المغناطيسي، يمكن للعلماء مراقبة تعافي الدماغ في الوقت الفعلي، ورؤية متى تنفتح الأوعية الدموية مجدداً وكيف تتعافى الأنسجة بدقة. وتشير النتائج إلى أن أدوات التصوير هذه قوية بما يكفي لتتبع نجاح العلاجات ومدى تلف الدماغ بدقة كبيرة. وبينما استخدمت الدراسة قروداً سليمة بدلاً من حيوانات تعاني من أمراض وعائية مسبقة، فإن القدرة على تصور العملية بأكملها من الانسداد إلى التعافي توفر أساساً متيناً للأبحاث المستقبلية. فهي توفر وسيلة لاختبار علاجات جديدة وفهم البيولوجيا المعقدة لتعافي السكتة الدماغية في بيئة تشبه إلى حد كبير الحالة البشرية، مما قد يؤدي إلى علاجات أفضل للملايين من الأشخاص المتأثرين بهذا المرض كل عام.