يمثل الجهاز العصبي الشمي (ONS) نموذجاً فريداً ورصيناً لدراسة آليات التجدد العصبي، حيث يحتفظ بالقدرة الفريدة على تجديد الخلايا العصبية طوال الحياة1. ومع ذلك، لا تزال إمكانية التطبيق السريري لهذه القدرة على الإصلاح العصبي محدودة بسبب وجود فجوات كبيرة في فهمنا لسلوكيات الخلايا في الجهاز الشمي2,3,4. وقد وُصفت الاستجابات الخلوية والتنظيم التشريحي للجهاز العصبي الشمي، بما في ذلك الخلايا العصبية الشمية الأولية، والخلايا الغمدية الشمية (OECs)، والأرومات الليفية حول العصبية، في العديد من الدراسات الحيوانية التي اعتمدت على تقطيع الأنسجة إلى شرائح رقيقة جداً (<2 µm) مقترنة بنماذج إصابة جسدية شديدة طُبقت على الجهاز العصبي الشمي للقوارض1,2. وعادة ما كانت الحيوانات في هذه الدراسات تُقاد إلى القتل الرحيم بعد 10 أيام من الإصابة، مما وفر نافذة زمنية ضيقة تقتصر على لحظة محددة واحدة من عملية إعادة التشكيل الواسعة والأكثر تعقيداً لهذه الأنسجة أثناء الإصابة العصبية2. وقد أفادت هذه الدراسات بأن الخلايا الغمدية الشمية والأرومات الليفية تظل موجودة كقنوات مستمرة بعد موت المحاور العصبية عقب الإصابة.
على الرغم من كونه مفيداً، إلا أن النهج المستخدم قد قدم نظرة عامة مفاهيمية منخفضة الدقة وعلى مستوى سطحي للعصب الشمي (ONS)، وذلك بسبب العديد من القيود الموضحة أعلاه، مما حال في النهاية دون إجراء تقييم شامل للتنظيم الخلوي الحقيقي داخل العصب الشمي السليم3. ونتيجة لذلك، قد تكون بعض العلاقات المكانية الحرجة قد أغفلت.
يعد الحفاظ على بنية الأنسجة ثلاثية الأبعاد أمراً ضرورياً لإجراء تحليل تشريحي وخلوي دقيق، وقد تم تطبيق ذلك بنجاح عبر العديد من الأعضاء والأمراض4,5,6,7,8,9,10,11,12. وقد استُخدمت منهجيات التحضير الكامل (Whole-mount) لرسم خريطة للتنظيم العصبي داخل المخاطية الشمية13,14، ومع ذلك، لم يتم بعد تصوير التفاعلات الخلوية مع بنية ONS كاملة السماكة، بما في ذلك الصفيحة المخصوصة المحفوظة.
نؤسس في هذه الدراسة سير عمل باستخدام نموذج فأر يتضمن معالجة الأنسجة كاملة التركيب، والصبغ المناعي، والتصوير عالي الدقة، وإعادة البناء ثلاثي الأبعاد، مما يتيح تحليلاً مفصلاً لبنية ONS. وقد تم تطوير هذا البروتوكول لسد الفجوة في الطرق المنشورة حالياً، حيث يعمل البروتوكول على حفظ وصون مخاطية شمية كاملة السمك، بما في ذلك الصفيحة المخصوصة، مما يسمح بدراسة التفاعلات بين الخلايا. والجدير بالذكر أن منهجية جمع ومعالجة الأنسجة المطورة هذه يمكن تطبيقها ودمجها مع نماذج مختلفة للجهاز الشمي.