Ledetråder i hjernens affaldssystem kan hjælpe med at forklare Alzheimers
Ny forskning afslører, at en bestemt gruppe lymfekar spiller en central rolle i at hjælpe hjernen med at bortskaffe affald. Det antyder også, at forringelse af disse kar gennem aldring kan bidrage til neurodegenerative sygdomme, såsom Alzheimers.
Indtil for få år siden vidste forskere ikke, at hjernen havde lymfekar, der hjalp den med at slippe af med overskydende væske og affaldsmaterialer.
De har siden opdaget, at hjernen bruger lymfekar til at dræne affald i cerebrospinalvæske (CSF) væk.
De underliggende mekanismer og transportveje til dræning af CSF fra hjernen har imidlertid været uklare.
I den nye undersøgelse undersøgte forskere fra Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) og Center for vaskulær forskning, begge i Daejeon, Sydkorea, en gruppe lymfekar placeret i kraniets basale dele.
En nylig Natur papir beskriver, hvordan de brugte specielle MR-scanninger til at spore CSF gennem lymfekar i gnavere.
Kortlægning af hjernens dræningssystem
Holdet fandt ud af, at basale meningeale lymfekar (mlV'er) er de vigtigste ruter, gennem hvilke CSF dræner fra hjernen.
"Vi viser også," bemærk forfatterne, "at basale mlV'er er hotspots til clearing af CSF-makromolekyler, og at både mlV-integritet og CSF-dræning er nedsat ved aldring."
Ved at hjælpe med at kortlægge hjernens lymfesystem bidrager undersøgelsen til nye behandlinger, der øger hjernens evne til at bortskaffe affald.
Lymfesystemet er en samling af kar, der ligger ved siden af blodkar i cirkulationssystemet.Lymfesystemet bærer lymfe, som er en farveløs væske, der indeholder affaldsprodukter og immunceller. Lymfeknuder filtrerer lymfe og returnerer den til blodbanen.
Efterhånden som billeddannelsesteknikker forbedres, får forskere ny indsigt i den afgørende rolle, som lymfesystemet spiller i sundhed og sygdom.
I immunitet lærer forskere for eksempel, at lymfesystemet ikke kun regulerer transporten af immunceller, men at dets egne celler og fysiske egenskaber kan påvirke lokale forhold i væv.
Basale mlV'er er den vigtigste dræningsvej
Tidligere undersøgelser havde vist, at mlV'er transporterer affald til bortskaffelse gennem dybtliggende cervikale lymfeknuder.
Andre havde også vist, at dorsale mlV'er i de øverste områder af kraniet sandsynligvis var de vigtigste rydningsveje. Imidlertid fandt disse undersøgelser ingen større dræningsmekanismer i disse regioner.
Den nylige undersøgelse bekræfter, at basale mlV'er er den vigtigste udgangsvej til dræning af CSF fra hjernen.
"Som en skjult udgang for CSF," siger den første undersøgelsesforfatter Dr. Ji Hoon Ahn, fra Graduate School of Medical Science and Engineering på KAIST, "vi kiggede på mlV'er fanget i komplekse strukturer i bunden af kraniet."
Holdet brugte en række teknikker til at foretage en detaljeret undersøgelse af basale mlV'er. For eksempel for at visualisere mlV'erne brugte de et fluorescensmikroskop til at spore ruten for lymfatiske sporstoffer i genetisk konstruerede mus.
Detaljerede undersøgelser af dyrenes kranier afslørede, at "basale mlV'er indeholder alle nødvendige funktioner til optagelse og dræning af CSF."
Et sådant træk er tilstedeværelsen af grene med fingerlignende fremspring; dette er typisk for lymfekar, der arbejder. Et andet kendetegn er, at de basale mlV'er har ventiler, der kun tillader væsken at strømme i en retning.
I et andet sæt eksperimenter med rotter og mus demonstrerede holdet, at CSF dræner overvejende gennem basale mlV'er.
Derudover observerede holdet, at strukturen af mLV'er og deres ventiler kan forringes med alderen og følgelig hindrer dræning af CSF. De så dette, da de sammenlignede mlV'er hos mus, der var 3 måneder gamle, med de hos mus, der var mere end 2 år gamle.
Nogle af de nyere behandlinger for Alzheimers sygdom er målrettet mod giftige proteiner. Det kunne være, at ved at tilvejebringe et kort over dræningsruter, kunne undersøgelsen hjælpe udviklingen af behandlinger, der søger at reducere toksisk proteinakkumulering ved at forbedre hjernens affaldshåndteringssystem.
