Ledetråder i hjernens avfallssystem kan bidra til å forklare Alzheimers
Ny forskning avslører at en bestemt gruppe lymfekar spiller en sentral rolle i å hjelpe hjernen med å avhende avfall. Det antyder også at forverring av disse karene gjennom aldring kan bidra til nevrodegenerative sykdommer, som Alzheimers.
Inntil for noen år siden skjønte forskere ikke at hjernen hadde lymfekar som hjelper den med å kvitte seg med overflødig væske og avfall.
De har siden oppdaget at hjernen bruker lymfekar for å tømme bort avfall i cerebrospinalvæske (CSF).
Imidlertid har de underliggende mekanismene og transportveiene for drenering av CSF fra hjernen vært uklare.
I den nye studien undersøkte forskere fra Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) og Center for Vascular Research, begge i Daejeon, Sør-Korea, en gruppe lymfekar som befant seg i de basale delene av hodeskallen.
En nylig Natur papir beskriver hvordan de brukte spesielle MR-skanninger for å spore CSF gjennom lymfekar hos gnagere.
Kartlegging av hjernens dreneringssystem
Teamet fant at basale meningeal lymfekar (mlV) er de viktigste ruter som CSF drenerer fra hjernen.
"Vi viser også," bemerker forfatterne, "at basale mlV er hotspots for klarering av CSF-makromolekyler, og at både mlV-integritet og CSF-drenering er svekket med aldring."
Ved å bidra til å kartlegge hjernens lymfesystem, bidrar studien til nye behandlinger som øker hjernens evne til å kaste avfall.
Lymfesystemet er en samling av kar som ligger ved siden av blodkar i sirkulasjonssystemet.Lymfesystemet bærer lymfe, som er en fargeløs væske som inneholder avfallsprodukter og immunceller. Lymfeknuter filtrerer lymfe og returnerer den til blodet.
Etter hvert som bildebehandlingsteknikker forbedres, får forskere ny innsikt i den avgjørende rollen som lymfesystemet spiller i helse og sykdom.
I immunitet lærer forskere for eksempel at lymfesystemet ikke bare regulerer transporten av immunceller, men at dets egne celler og fysiske egenskaper kan påvirke lokale forhold i vev.
Basal mlV er den viktigste dreneringsveien
Tidligere studier hadde vist at mlV fører bort avfall for deponering gjennom dypt sittende cervikale lymfeknuter.
Andre hadde også vist at dorsale mlV i de øvre delene av skallen sannsynligvis var de viktigste ryddingsveiene. Imidlertid fant disse studiene ingen store dreneringsmekanismer i disse regionene.
Den nylige studien bekrefter at basale mlV er hovedutgangsveien for drenering av CSF fra hjernen.
"Som en skjult utgang for CSF," sa første studieforfatter Dr. Ji Hoon Ahn, fra Graduate School of Medical Science and Engineering ved KAIST, "vi så på mlVs fanget i komplekse strukturer ved bunnen av hodeskallen."
Teamet brukte en rekke teknikker for å lage en detaljert studie av basale mlV-er. For eksempel, for å visualisere mlVs, brukte de et fluorescensmikroskop for å spore ruten til lymfatiske sporstoffer i genetisk konstruerte mus.
Detaljerte undersøkelser av dyrenes hodeskaller avslørte at "basale mlV inneholder alle nødvendige funksjoner for opptak og drenering av CSF."
En slik funksjon er tilstedeværelsen av grener med fingerlignende anslag; dette er typisk for fungerende lymfekar. Et annet kjennetegn er at de basale mlV-ene har ventiler som bare lar væsken strømme i en retning.
I et annet sett med eksperimenter med rotter og mus demonstrerte teamet at CSF drenerer overveiende gjennom basale mlV.
I tillegg observerte teamet at strukturen til mlV og ventilene deres kan forringes med alderen og følgelig hindre drenering av CSF. De så dette da de sammenlignet mlVs hos mus som var 3 måneder gamle med musene som var mer enn 2 år gamle.
Noen av de nyere behandlingene for Alzheimers sykdom retter seg mot giftige proteiner. Det kan være at ved å gi et kart over dreneringsveier, kan studien hjelpe utviklingen av behandlinger som søker å redusere giftig proteinakkumulering ved å forbedre hjernens avfallshåndteringssystem.
