Vedci našli spôsob, ako obnoviť samočistiacu funkciu mozgu

Výskum ukazuje, že neurologické ochorenia ako Alzheimerova choroba, Parkinsonova choroba a iné možno považovať za choroby „špinavého mozgu“, pri ktorých má mozog ťažkosti s odstraňovaním škodlivého odpadu. Starnutie je kľúčovým rizikovým faktorom, pretože s pribúdajúcim vekom sa schopnosť mozgu odstraňovať nahromadené toxíny spomaľuje. Nový výskum na myšiach však ukazuje, že je možné zvrátiť zmeny súvisiace s vekom a obnoviť proces čistenia mozgu.

Táto štúdia ukazuje, že obnovenie funkcie krčných lymfatických ciev môže výrazne zlepšiť odstraňovanie odpadových látok z mozgu spomalené starnutím. A to sa podarilo pomocou lieku, ktorý sa už klinicky používa, čo otvára potenciálnu liečebnú stratégiu.

Douglas Kelly, PhD, profesor strojárstva na Hajim School of Engineering na University of Rochester, je jedným z hlavných autorov štúdie publikovanej v časopise Nature Aging spolu s Maikenom Nedergaardom, MD, spoluriaditeľom Centra pre translačnú neurovedu na univerzite.

Systém odstraňovania glymfatických látok v mozgu, ktorý prvýkrát opísali Nedergaard a kolegovia v roku 2012, je jedinečný proces odstraňovania odpadu v mozgu, ktorý využíva mozgovomiechový mok (CSF) na vyplavenie prebytočných bielkovín produkovaných normálnou aktivitou mozgových buniek. Tento objav viedol k novým prístupom k liečbe chorôb spojených s hromadením bielkovinového odpadu v mozgu, ako je Alzheimerova choroba (beta-amyloid a tau) a Parkinsonova choroba (alfa-synukleín). V zdravých, mladých mozgoch glymfatický systém účinne odstraňuje tieto toxické bielkoviny z mozgu, ale s pribúdajúcim vekom sa tento systém spomaľuje, čo vytvára podmienky pre rozvoj týchto chorôb.

Sieť drobných púmp odstraňuje odpad z mozgu

Po tom, čo miechový mok naplnený bielkovinami opustí lebku, musí prejsť lymfatickým systémom a nakoniec sa dostať do obličiek, kde sa spracováva spolu s ostatnými odpadovými látkami tela. Nová štúdia využíva pokročilé zobrazovacie a sledovacie techniky častíc na podrobné pochopenie dráhy cez krčné lymfatické cievy v krku, cez ktoré polovica kontaminovaného miechového moku opúšťa mozog.

Okrem merania prietoku mozgovomiechového moku boli výskumníci schopní pozorovať a zaznamenávať pulzáciu lymfatických ciev v krku, ktoré pomáhajú vyťahovať mozgovomiechový mok z mozgu. „Na rozdiel od kardiovaskulárneho systému, kde existuje jedna veľká pumpa – srdce – tekutina v lymfatickom systéme je transportovaná sieťou drobných pumpičiek,“ povedal Kelly. Tieto mikroskopické pumpy, nazývané lymfangióny, majú chlopne, ktoré zabraňujú spätnému toku, a sú navzájom prepojené a vytvárajú lymfatické cievy.

Výskumníci zistili, že s pribúdajúcim vekom myší sa frekvencia kontrakcií lymfatických uzlín znižovala a chlopne prestávali fungovať. V dôsledku toho bola miera odstraňovania kontaminovaného mozgovomiechového moku z mozgu u starších myší o 63 % nižšia v porovnaní s mladšími zvieratami.

Známy liek obnovuje tok čistiacich tekutín v mozgu

Tím sa potom rozhodol zistiť, či by dokázal oživiť lymfangióny, a identifikoval liek s názvom prostaglandín F2α, zlúčeninu podobnú hormónu, ktorá sa často používa v medicíne na vyvolanie pôrodu a je známa tým, že stimuluje kontrakcie hladkého svalstva. Lymfangióny sú vystlané bunkami hladkého svalstva a keď výskumníci aplikovali liek do krčných lymfatických ciev starých myší, rýchlosť kontrakcií a tok kontaminovanej mozgovomiechovej tekutiny z mozgu sa zvýšili a vrátili sa na úrovne pozorované u mladých myší.

„Tieto cievy sú výhodne umiestnené blízko povrchu kože, vieme, že sú dôležité a teraz vieme, ako urýchliť ich funkciu,“ povedal Kelly. „Je možné, že tento prístup, možno v kombinácii s inými zásahmi, by mohol tvoriť základ pre budúce terapie týchto ochorení.“