Naukowcy znaleźli sposób na przywrócenie funkcji samooczyszczania mózgu

Badania pokazują, że choroby neurologiczne, takie jak choroba Alzheimera, Parkinsona i inne, można uważać za choroby „brudnego mózgu”, w których mózg ma trudności z usuwaniem szkodliwych odpadów. Starzenie się jest kluczowym czynnikiem ryzyka, ponieważ wraz z wiekiem zdolność mózgu do usuwania toksycznych nagromadzeń zwalnia. Jednak nowe badania na myszach pokazują, że możliwe jest odwrócenie zmian związanych z wiekiem i przywrócenie procesu oczyszczania mózgu.

Badanie to pokazuje, że przywrócenie funkcji naczyń limfatycznych szyi może znacząco poprawić spowolnione przez wiek usuwanie odpadów z mózgu. I zrobiono to przy użyciu leku już stosowanego klinicznie, otwierając potencjalną strategię leczenia.

Douglas Kelly, doktor nauk, profesor inżynierii mechanicznej w Hajim School of Engineering na Uniwersytecie w Rochester, jest jednym z głównych autorów badania opublikowanego w czasopiśmie Nature Aging, wraz z dr n. med. Maiken Nedergaard, współdyrektorem Centrum Translacyjnej Neurobiologii na tym uniwersytecie.

Układ oczyszczania glimfatycznego mózgu, opisany po raz pierwszy przez Nedergaarda i współpracowników w 2012 r., to unikalny proces usuwania odpadów w mózgu, który wykorzystuje płyn mózgowo-rdzeniowy (CSF) do wypłukiwania nadmiaru białek wytwarzanych przez normalną aktywność komórek mózgowych. Odkrycie to doprowadziło do nowych podejść do leczenia chorób związanych z gromadzeniem się odpadów białkowych w mózgu, takich jak choroba Alzheimera (beta-amyloid i tau) i Parkinsona (alfa-synukleina). W zdrowych, młodych mózgach układ glimfatyczny skutecznie oczyszcza mózg z tych toksycznych białek, ale wraz z wiekiem układ ten zwalnia, co stwarza warunki do rozwoju tych chorób.

Sieć małych pomp usuwa odpady z mózgu

Po opuszczeniu czaszki przez płyn rdzeniowy obciążony białkiem musi on przejść przez układ limfatyczny i ostatecznie trafić do nerek, gdzie jest przetwarzany wraz z innymi odpadami organizmu. Nowe badanie wykorzystuje zaawansowane techniki obrazowania i śledzenia cząstek, aby po raz pierwszy szczegółowo opisać drogę przez szyjne naczynia limfatyczne w szyi, przez którą połowa zanieczyszczonego płynu rdzeniowego opuszcza mózg.

Oprócz pomiaru przepływu płynu mózgowo-rdzeniowego, naukowcy byli w stanie zaobserwować i zarejestrować pulsowanie naczyń limfatycznych w szyi, które pomagają wyciągnąć płyn mózgowo-rdzeniowy z mózgu. „W przeciwieństwie do układu sercowo-naczyniowego, w którym jest jedna duża pompa — serce — płyn w układzie limfatycznym jest transportowany przez sieć maleńkich pomp” — powiedział Kelly. Te mikroskopijne pompy, zwane limfangiami, mają zastawki, które zapobiegają cofaniu się płynu i łączą się ze sobą, tworząc naczynia limfatyczne.

Naukowcy odkryli, że wraz z wiekiem myszy częstotliwość skurczów naczyń limfatycznych spadała, a zastawki przestawały działać. W rezultacie szybkość usuwania zanieczyszczonego płynu mózgowo-rdzeniowego z mózgu była o 63% niższa u starszych myszy w porównaniu do młodszych zwierząt.

Znany lek przywraca przepływ płynów oczyszczających w mózgu

Zespół postanowił sprawdzić, czy uda im się ożywić limfangiony i zidentyfikował lek o nazwie prostaglandyna F2α, związek podobny do hormonu, często stosowany w medycynie do wywoływania porodu i znany ze stymulowania skurczów mięśni gładkich. Limfangiony są wyścielone komórkami mięśni gładkich, a gdy naukowcy zastosowali lek do naczyń limfatycznych szyi starych myszy, szybkość skurczów i przepływ zanieczyszczonego płynu mózgowo-rdzeniowego z mózgu wzrosły, powracając do poziomów obserwowanych u młodych myszy.

„Te naczynia są wygodnie zlokalizowane blisko powierzchni skóry, wiemy, że są ważne i teraz wiemy, jak przyspieszyć ich działanie” – powiedział Kelly. „Można sobie wyobrazić, że to podejście, być może w połączeniu z innymi interwencjami, może stanowić podstawę przyszłych terapii tych chorób”.