مقدمة: محور نيو - إيمون في الأمراض المعدية

أمراض الجهاز العصبي، مثل التهاب الرئوي، والتكتّب العصبي المتعدد، والإصابة بالمرض، ومرض الأمعاء الوبائي، التي تُدرَس منذ وقت طويل من خلال الإحساس بالخصوم، مع التركيز على الكيتوكين، والخلايا، والأورام الأوتوماتيكية، ومع ذلك، فإن الجيل المتزايد من الأدلة يكشف عن أن الجهاز العصبي ليس متغيراً بل هو مصدر نشط

وقد برزت النماذج الرياضية والحسابية كأداة قوية لفك التفاعلات الدينامية المتعددة النطاق بين الأعصاب والخلايا المناعية، وهي نماذج تتضمن بيانات من الاشارات الجزيئية، وأجهزة أهلية الخلايا، وعلم الفيزياء على مستوى العضو، لتحفيز مدى الاضطرابات - مثل العدوى البكترية، وجهازاً للاختناق الآلي، أو تفاعلاً نموذجياً جديداً للإصابة بالأدوية.

دور نظام نيرفوس في تنظيم التحصين

ويمكن أن يؤثر الجهاز العصبي في وظيفة مناعة من خلال مسارات متعددة، كما أن المحور الناقص - الوبائي - ألفا - الجاموس، يُطلق خلايا مضادة للتهاب، ويُحدث بصورة مباشرة، ويُطلق من خلال جهاز التهاب أعصابي مضاد للحشرات، ويُطلق من النسيج النيفي النيفي، ويُحدث أو يُقَعِّع

النفوذ العصبي والإلتهاب

إن رد الفعل الالتهاب الوبائي هو مثال كلاسيكي على الاندماج العصبي - إذ أن الألياف الفارغة الحساسة تكشف عن الوسطاء المصابين بالتهاب العصبي (مثلاً، إيه - بيتا) في الأنسجة المحيطة وإشارة إلى الدماغ، ثم ينشط الألياف المزهرية التي تحجب إطلاقات السيتوكين من المكروفيلين الاصطناعي)()

التهاب العصبي في التهاب المزمن

وفي ظل ظروف تلتهاب مُزمن، يخضع النظام العصبي لتغييرات هيكلية ووظيفية، كما أصبح من المُحطات الطرفية للعصب (التحسس من جانب الطرف)، كما أن مسارات الألم المركزية تضخ إشارات (التحسيس المركزي)، وتسهم في الألم المزمن، بالإضافة إلى ذلك، خلايا المجهرية - الخلايا النازية المقيمة التابعة للنظام العصبي المركزي - التي تُشغل بشكل مزمن، وتُحدث عوامل أسوأ من السم العصبية التي تسهم في توليد الأمراض العصبية.

The Immune Response: From Local Defense to Systemic Inflammation

إن الاستجابة المناعية للإصابة أو الإصابة هي عملية منسقة للغاية تشمل الأسلحة المتكيفة والمتكيفة، وتُظهر خلايا المناعة (الآفات، والنيوتروبول، والخلايا الدهرية) التي تعترف بأنماط النزعة الجزيئية المرتبطة بالمسببات المرضية والأنماط الجزيئية المرتبطة بالمخاطر، مما يؤدي إلى سرعة إطلاق السيتوكينات والكيموكيات التي تُجنِّد خلايا إضافية.

ويصبح هذا الرد ملوثاً بالمرض، ويُهاجم تلقائياً (الوحدة الجامدة) أو يفشل في حل سلسلة التهابات، وتشمل الجهات الفاعلة الرئيسية جبهة TNF-A, IL-6, IL-17, وثنائية التلقيم، وكل جهة من الجهات الفاعلة التي تُنتج عن الخلايا، ومصدراً محدداً ومستهدفاً ومساراً زمنياً.

Modeling the Neuro-Immune Interaction: Approaches and Challenges

ويتطلب تبادل نماذج التفاعل بين الأعصاب والإصابة تكامل العمليات التي تشمل الجزيئية (الثقيلة المؤمنة والملزمة)، والخليل (النزوح والانتشار والسكان)، والأنسجة (التشرد، والسلوك العصبي)، والنسيج (الطيور، والهيذات السيكادي)، وقد استخدمت ثلاثة نماذج رئيسية للنموذج.

النماذج المحددة المستندة إلى المعادلات التفاضلية

وتمثل معادلة الفرق العادي والمعادلات التفاضلية الجزئية النهج المحدد الأكثر شيوعاً، وتمثل نماذج ODE مجموعات من الخلايا أو تركيزات الوسطاء في مقصورات ثابتة جداً (مثل الدم والسوائل الابتكارية ودرجة الدماغ).

وعلى سبيل المثال، قد يشمل نموذج محدد للتقلبات الاصطناعية متغيرات الدولة لتركيز المصل TNF-A، ومستوى النشاط الكلي، ومعدل إطلاق النار المفرط، ونسبة الشغل في السلاسل الفارغة ألفا، ونسبة الاختناق في الأشعة السينية، التي كثيرا ما تتجاهل معادلة معدل إنتاج الفلكية (الثغرات الارتدادية)، والتدهور، والقمع من قبل المقياس الاختلاطام.

النماذج المسروقة

وتشتمل معادلة التفاضلية المطاطية ونماذج سلسلة ماركوف على عشوائيات لتسديد الضوضاء المتأصلة في التعبير الجيني، والتقسيم الخلوي، والأحداث النادرة مثل مصدّق خلايا خلايا T. في النموذج العصبي - المني، تتسم السمة بالأهمية عند تحفيز الأعداد الصغيرة من الخلايا الرئيسية - مثلاً، خلايا الذاكرة المقيمة في المخ أو الضبابية المصغرة.

ويمكن أيضاً أن يُظهر الإطار المُقَدِّم الطبيعة المحتملة لإطلاق النار العصبي، إذ إن معدل إطلاق المُخلِّفات المُهبلة غير ثابت؛ ويتفاوت مع دورات الجهاز التنفسي، ومعدل القلب، والأنماط المتفجرة، ويمكن للنماذج أن تكشف كيف يؤثر توقيت المدخلات العصبية على كفاءة قمع الكتائب، وهذه النماذج أكثر طلباً، ولكنها توفر توزيعاً أكثر واقعية للنتائج.

نماذج قائمة على العميل

(ب) نماذج قائمة على العملاء (الجرعات والأعصاب والجزيئات) التي تتبع القواعد القائمة على بيئتها العامة والمحلية، ويمكن لكل عامل أن يمثل خلية مناعة (مثلاً، مكروفيج) ذات متغيرات داخلية (مستوى النشاط، وإنتاج الكيسات، وأجهزة الاستطلاع السطحي) ويمكن أن تكون البيئة شبكة من الأنسجة الافتراضية 2D أو 3D موزعة على نطاقات قابلة للتنويع.

وتتناسب تدابير التكيف الهيكلي بشكل خاص مع دراسة الظواهر المكانية مثل تكوين الغدد الصماء، وتطوير هيكل اللمفاوي العالي، أو انتشار التهاب الأعصاب في خنازير MS، ويمكنها أن تدمج هجرة الخلايا على طول خنادق الكيموكين، والاتصالات الخلوية (مثل التفاعلات بين الخلايا والأشعة المكشوفة)، والتأثيرات العصبية من النسيجات العالية المجاولة.

تطبيقات النماذج في الأمراض المعدية

وقد طُبقت نماذج النيورو-الميون على عدة ظروف تلتهاب، مما وفر معلومات عن آليات الأمراض والتحسين الأمثل للعلاج.

التهاب الرهوماتود

إن التهاب الرهيميات الرهيمية هو مرض مناعي مزمن يتسم بالتلويث المشترك المبتكر، وتشكيل البنوز، وتآكل العظام، والاشتراك العصبي واضح: فالألياف العصبية المتعاطفة وفرة في السينيف، والممرات المضغوطة المضادة للتهاب الدماغية يمكن أن تقلل من التورم المشترك في نماذج الحيوانات.

  • وقد أظهر ذلك التحفيز العصبي الفطري الذي يمكن أن يكبح إنتاج TNF-A في الطحال ويقلل من شدة التهاب المفاصل في نموذج للفئران (انظر ] Tracey, 2012). وقد كشف نموذج محدد للطب المعالج أن توقيت الأشعة فوق البنفسجية بالنسبة للمرض في حالة حدوثه يحدد بشكل حاسم الفعالية.
  • وقد استخدم نموذجاً يستند إلى عوامل من نوع الخلايا الرئوية لتحفيز أثر إطلاق النيوبينفين المحلي من الأعصاب المتعاطفة، وقد توقع النموذج أن تفعيل الاستقطاب البيتا2-الأدريجي على المكروفات المبتكر تحول التوازن بين الكسيتوكين من إنتاج مضاد للتهاب (الضوء ألفا، إي إل-1بيتا) إلى مضاد للدواء.
  • :: الجمع بينه وبين نماذج الماشية/الصيدلة (PK/PD) التي تهدف إلى تحسين جرعة مسببات العصيان التي تستخدمها القوة الوطنية في المرضى الذين يعانون من اختلالات في الجهاز الآلي، وقد أشار النموذج إلى أن المرضى ذوي النبرة المهبلة قد يحتاجون إلى جرعات أدوية أعلى من أجل تحقيق نفس القمع الذي يُحدثه الصندوق الوطني للأخشاب المدارية.

النسيج المتعدد

إن التكليل المتعدد هو مرض تطهيري من الجهاز العصبي المركزي، وتعبر الخلايا المناعية (الخلايا، خلايا B، الخنازير) حاجز الدم، وتهاجم رفوف الخرافات مما يؤدي إلى فقدان الأكسونال والعجز العصبي، ويعاني النظام العصبي من التهاب وتسهم فيه، وقد تركزت جهود النماذج على ما يلي:

  • (أ) وضع نموذج من نماذج هجرة الخلايا عبر الحاجز الدامي، ودمجت فيه الخردل الكيميائي وأثر العزلة الفطرية على قابلية الارتداد بالثدي، وأظهر النموذج أن زيادة إطلاق النار بالزهرية تقلل من عدد الزنازين الغازية بتشديد الحاجز عبر أجهزة استرجاع الخلايا المحتوية على أسيتيلكولين.
  • وقد استدل النموذج القائم على أساس العميل على نمذجة دقيقة استجابة لحطام الفيلين، حيث استشهد النموذج بكيفية انتشار النشاط المجهري المحلي في المناطق المجاورة عبر انتشار النيتروجين والكيتوكين، مما أدى إلى موجة من التهاب الأعصاب، حيث أظهر إدراج مدخل نوراديرنيرج من الكوربولوس أن النورفين يقمع النيوم الميكروفيلي.
  • وقد أظهرت دراسة حالة إفرادية () (Thoma et al., 2020) حدوث انخفاض في النبرة الزهرية قبل الارتداد السريري لمدة أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع، مما يوحي بأن النماذج يمكن أن تكون بمثابة نظم للإنذار المبكر.

أمراض البوق الإلتهاباتية

إن مرض الأمعاء الإلتهاب الإلتهاب الهاب، بما في ذلك مرض كروهن والتهاب الكبدي، ينطوي على تحريض مزمن للجر الطيف الفلكي، ويغذيه الغموض بقوة الجهاز العصبي المتعرج والفطريات/المخلوقات، ويأتي عمل النماذج على النحو التالي:

  • طورت وحدة معالجة مغناطيسية/إدارة إدارة الشؤون الاقتصادية والاجتماعية لدراسة أثر التحفيز على الأعصاب المهبلية على التهاب المستعمرات، وتوقع النموذج أن تخفض هذه النظم من مستوى الاقتصاد الكلي وتزيد من مستوى معامل التضخم البيولوجي - ألفا، مما يؤدي إلى زيادة سرعة معالجة المكورات المغنطة.
  • وقد استخدم نموذج محدد لمحور HPA وإثارة الأحشاء لتفسير كيف يؤدي الضغط النفسي إلى تفاقم IBD. وقد شمل النموذج التغذية العكسية السلبية للكورتيسول بشأن الخلايا المناعية؛ ويقلل الضغط المزمن من حساسية المستقبِلات، مما يؤدي إلى فشل الفول الكورتيسول في قمع التهاب، وهو ما يضاهي الملاحظات السريرية للإجهاد كدافع للارتفاع.

إدماج البيانات المتعددة المواقع والمرضى - السريع

وتُجمع أوجه التقدم الأخيرة في تكنولوجيات الإنتاج العالي (التكرار، والبروتيوم، والقابلية للذوبان) والمجسات القابلة للارتداء (تغيُّر معدل القلب، والنشاط الكهرومغناطيسي) على بيانات ثرية لقياس نماذج المناعة العصبية والتحقق منها، غير أن إدماج أنواع البيانات المتغايرة لا يزال يشكل تحدياً.

ومن الأهداف الحدودية التي تستهدف نموذج المرضى تحديداً، ومن خلال قياس صورة الكيتوكين الفردية والنشاط الأوتوماتيكي (المحتمل ارتداؤه) والتعددية الجينية (مثلاً في اختبارات الفاسنات أو أجهزة الاستجابة البيتوانية) يمكن وضع نموذج شخصي للتنبؤ بنموذج العلاج الأمثل الذي يُستخدم فيه المقياس الإلكتائي أو الاختلال الافتراضي للصدمة الأرضية (VNShort) أو التدخل المبكر.

الاتجاهات والتحديات المستقبلية

وعلى الرغم من التقدم المحرز، فإن العديد من التحديات تحد من الترجمة السريرية للنماذج التي تقاس بأرقام قياسية، أولاً، أن التعقيد الذي يتسم به النظام يعني أن النماذج كثيراً ما تكون بها معايير ضعيفة، ويمكن أن يحدد تحليل الحساسية أكثر المعايير قابلية للتأثر، ولكن البيانات التجريبية لهذه البارامترات قد تكون شحيحة (مثل التركيزات المحلية للغاز الأسيتيل في الطحال) أما النماذج الحادّة فتحتاج إلى التحقق من صحتهاً فيما بين الأنواع والظروف.

وتشمل الاتجاهات المستقبلية: الجمع بين نماذج المناعة العصبية وتكنولوجيا التوأم الرقمية، حيث يجري باستمرار تحديث نموذج المريض بالبيانات القابلة للارتداء؛ وتصميم أجهزة إلكترونية ذات فتحات مغلقة تضبط البارامترات الموجودة في نظام تحليل الأداء في الوقت الحقيقي استنادا إلى التنبؤات النموذجية؛ وتوسيع النماذج لتشمل عوامل نفسية اجتماعية (الإجهاد والاكتئاب) تؤثر على وظائف الجروح والحصانة من خلال محور العمل في مجال حماية البيئة البشرية وعصب المزهري.

خاتمة

والتفاعل بين الجهاز العصبي والاستجابة المناعية هو ركيزة أساسية من عوامل الأمراض المعدية، فالنموذج الالرياضي والحسابي يوفر إطارا صارما لكشف هذا التفاعل، ويولد افتراضات قابلة للاختبار، ويوجه التصميم التجريبي، ويسترشد في نهاية المطاف باستراتيجيات العلاج الشخصية، ومن حيث النُهج القائمة على عوامل الاصطدام، يقدم كل نوع من النماذج النموذجية للطب المسبق للأدوية الحديثة.