Οι επιστήμονες βρήκαν τρόπο να αποκαταστήσουν τη λειτουργία αυτοκαθαρισμού του εγκεφάλου

Έρευνες δείχνουν ότι οι νευρολογικές ασθένειες όπως η νόσος Αλτσχάιμερ, η νόσος Πάρκινσον και άλλες μπορούν να θεωρηθούν ως ασθένειες του «βρώμικου εγκεφάλου», στις οποίες ο εγκέφαλος δυσκολεύεται να αποβάλει τα επιβλαβή απόβλητα. Η γήρανση είναι ένας βασικός παράγοντας κινδύνου, καθώς καθώς μεγαλώνουμε, η ικανότητα του εγκεφάλου να αποβάλλει τη συσσώρευση τοξινών επιβραδύνεται. Ωστόσο, νέα έρευνα σε ποντίκια δείχνει ότι είναι δυνατόν να αντιστραφούν οι αλλαγές που σχετίζονται με την ηλικία και να αποκατασταθεί η διαδικασία καθαρισμού του εγκεφάλου.

Αυτή η μελέτη δείχνει ότι η αποκατάσταση της λειτουργίας των λεμφαγγείων του τραχήλου μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την απομάκρυνση των αποβλήτων από τον εγκέφαλο, η οποία επιβραδύνεται λόγω της ηλικίας. Και αυτό επιτεύχθηκε χρησιμοποιώντας ένα φάρμακο που ήδη χρησιμοποιείται κλινικά, ανοίγοντας μια πιθανή θεραπευτική στρατηγική.

Ο Douglas Kelly, PhD, καθηγητής μηχανολογίας στη Σχολή Μηχανικών Hajim στο Πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ, είναι ένας από τους κύριους συγγραφείς της μελέτης που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Aging, μαζί με την Maiken Nedergaard, MD, συν-διευθύντρια του Κέντρου Μεταφραστικής Νευροεπιστήμης του πανεπιστημίου.

Το γλυμφατικό σύστημα κάθαρσης του εγκεφάλου, το οποίο περιγράφηκε για πρώτη φορά από τον Nedergaard και τους συνεργάτες του το 2012, είναι μια μοναδική διαδικασία απομάκρυνσης αποβλήτων στον εγκέφαλο που χρησιμοποιεί το εγκεφαλονωτιαίο υγρό (ΕΝΥ) για να απομακρύνει την περίσσεια πρωτεϊνών που παράγονται από την φυσιολογική δραστηριότητα των εγκεφαλικών κυττάρων. Αυτή η ανακάλυψη έχει οδηγήσει σε νέες προσεγγίσεις για τη θεραπεία ασθενειών που σχετίζονται με τη συσσώρευση πρωτεϊνικών αποβλήτων στον εγκέφαλο, όπως η νόσος Αλτσχάιμερ (βήτα-αμυλοειδές και ταυ) και η νόσος Πάρκινσον (άλφα-συνουκλεΐνη). Σε υγιείς, νεαρούς εγκεφάλους, το γλυμφατικό σύστημα καθαρίζει αποτελεσματικά τον εγκέφαλο από αυτές τις τοξικές πρωτεΐνες, αλλά καθώς μεγαλώνουμε, αυτό το σύστημα επιβραδύνεται, θέτοντας τις βάσεις για την ανάπτυξη αυτών των ασθενειών.

Δίκτυο μικροσκοπικών αντλιών απομακρύνει τα απόβλητα από τον εγκέφαλο

Αφού το νωτιαίο υγρό, φορτωμένο με πρωτεΐνες, εγκαταλείψει το κρανίο, πρέπει να ταξιδέψει μέσω του λεμφικού συστήματος και τελικά στα νεφρά, όπου υποβάλλεται σε επεξεργασία μαζί με τα άλλα απόβλητα του σώματος. Η νέα μελέτη χρησιμοποιεί προηγμένες τεχνικές απεικόνισης και παρακολούθησης σωματιδίων για να περιγράψει λεπτομερώς για πρώτη φορά την οδό μέσω των τραχηλικών λεμφαγγείων στον λαιμό, μέσω της οποίας το μισό του μολυσμένου νωτιαίου υγρού εξέρχεται από τον εγκέφαλο.

Εκτός από τη μέτρηση της ροής του ΕΝΥ, οι ερευνητές μπόρεσαν να παρατηρήσουν και να καταγράψουν τον παλμό των λεμφικών αγγείων στον αυχένα, τα οποία βοηθούν στην απομάκρυνσή του από τον εγκέφαλο. «Σε αντίθεση με το καρδιαγγειακό σύστημα, όπου υπάρχει μία μεγάλη αντλία - η καρδιά - το υγρό στο λεμφικό σύστημα μεταφέρεται από ένα δίκτυο μικροσκοπικών αντλιών», δήλωσε η Kelly. Αυτές οι μικροσκοπικές αντλίες, που ονομάζονται λεμφαγγεία, έχουν βαλβίδες για να αποτρέπουν την αντίστροφη ροή και συνδέονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν λεμφικά αγγεία.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι καθώς τα ποντίκια μεγάλωναν, η συχνότητα των συσπάσεων των λεμφαγγείων μειώθηκε και οι βαλβίδες σταμάτησαν να λειτουργούν. Ως αποτέλεσμα, ο ρυθμός απομάκρυνσης μολυσμένου ΕΝΥ από τον εγκέφαλο ήταν 63% χαμηλότερος σε μεγαλύτερα σε ηλικία ποντίκια σε σύγκριση με νεότερα ζώα.

Ένα γνωστό φάρμακο αποκαθιστά τη ροή των καθαρτικών υγρών στον εγκέφαλο

Στη συνέχεια, η ομάδα αποφάσισε να δει αν μπορούσαν να αναζωογονήσουν τα λεμφαγγεία και εντόπισε ένα φάρμακο που ονομάζεται προσταγλανδίνη F2α, μια ορμονική ένωση που χρησιμοποιείται συχνά στην ιατρική για την πρόκληση τοκετού και είναι γνωστό ότι διεγείρει τη συστολή των λείων μυών. Τα λεμφαγγεία είναι επενδεδυμένα με λεία μυϊκά κύτταρα και όταν οι ερευνητές εφάρμοσαν το φάρμακο στα τραχηλικά λεμφαγγεία ηλικιωμένων ποντικών, ο ρυθμός συστολής και η ροή μολυσμένου ΕΝΥ από τον εγκέφαλο αυξήθηκαν, επιστρέφοντας στα επίπεδα που παρατηρούνται σε νεαρά ποντίκια.

«Αυτά τα αγγεία βρίσκονται σε βολική τοποθεσία κοντά στην επιφάνεια του δέρματος, γνωρίζουμε ότι είναι σημαντικά και τώρα γνωρίζουμε πώς να επιταχύνουμε τη λειτουργία τους», δήλωσε ο Kelly. «Είναι πιθανό αυτή η προσέγγιση, ίσως σε συνδυασμό με άλλες παρεμβάσεις, να θα μπορούσε να αποτελέσει τη βάση για μελλοντικές θεραπείες για αυτές τις ασθένειες».