Oamenii de știință tocmai au descoperit un „sistem de gunoi” ascuns în creier – și ar putea schimba totul despre modul în care luptăm împotriva bolii Alzheimer și a bolilor cerebrale.
O cale ascunsă de eliminare a deșeurilor în creier a fost prinsă în cele din urmă în acțiune. Folosind scanări RMN de ultimă generație, cercetătorii au descoperit că fluidul curge de-a lungul arterei meningee mijlocii într-un model lent, asemănător limfatic – foarte diferit de sânge. Acest lucru confirmă prezența unui hub de drenaj necunoscut anterior la om. Descoperirea ar putea transforma modul în care oamenii de știință abordează îmbătrânirea creierului, rănile și boli precum Alzheimer.
Cum scapă creierul de deșeuri? Se bazează pe o rețea specializată de drenaj cunoscută sub numele de sistemul limfatic. Oamenii de știință au lucrat pentru a înțelege cum funcționează acest sistem și, în acest proces, au împins tehnologia de imagistică cerebrală la noi limite.
Un nou studiu publicat în iScience de cercetătorii de la Universitatea Medicală din Carolina de Sud (MUSC) oferă prima dovadă directă la oameni a unui punct de control necunoscut anterior în acest sistem. Structura este artera meningeală mijlocie (MMA), care acum pare să joace un rol cheie în modul în care creierul elimină fluidele și deșeurile.
Echipa de cercetare, condusă de Onder Albayram, Ph.D., a folosit instrumente RMN avansate în timp real, puse la dispoziție printr-o colaborare NASA. Aceste tehnici de imagistică au fost concepute inițial pentru a studia modul în care zborul spațial modifică mișcarea fluidelor în creier.
Folosind această tehnologie, echipa a monitorizat mișcarea lichidului cefalorahidian și interstițial de-a lungul MMA la cinci indivizi sănătoși pe parcursul a șase ore. Ceea ce au observat a fost neașteptat. Fluidul s-a mișcat încet și constant, spre deosebire de sânge, care curge rapid și dinamic. Acest model mai lent a sugerat că fluidul face parte din sistemul limfatic, mai degrabă decât din sistemul circulator.
„Am văzut un model de flux care nu se comporta ca sângele care se deplasează printr-o arteră; era mai lent, mai mult ca un drenaj, arătând că acest vas face parte din sistemul de curățare al creierului”, a spus Albayram, profesor asociat în Departamentul de Patologie și Medicină de Laborator de la MUSC.
Creierul și măduva spinării sunt protejate de membrane stratificate numite meninge. Timp de mulți ani, oamenii de știință au crezut că aceste membrane separă creierul de sistemele imunitar și limfatic ale corpului. Această viziune s-a schimbat semnificativ în ultimul deceniu.
Albayram a petrecut ani de zile studiind vasele limfatice din interiorul meningelor. Munca sa sugerează că aceste vase acționează ca canale care transportă deșeurile departe de creier și în rețeaua limfatică mai largă a corpului, unde pot fi îndepărtate. Înțelegerea modului în care fluidele se deplasează între creier și restul corpului este esențială. Poate ajuta cercetătorii să dezvolte modalități mai bune de a preveni și trata afecțiunile neurologice și psihiatrice.
Albayram a ajutat anterior să vizualizeze aceste vase limfatice meningeale la oameni, după cum s-a raportat într-un studiu Nature Communications din 2022. În această nouă lucrare, echipa a capturat mișcarea fluidelor în timp real, adânc în interiorul structurilor limfatice ale creierului.
Pentru a-și verifica descoperirile, cercetătorii au examinat și țesut cerebral uman folosind imagistică de ultra înaltă rezoluție. În colaborare cu oameni de știință de la Universitatea Cornell, au folosit o metodă care permite vizualizarea simultană a mai multor tipuri de celule. Această analiză detaliată a arătat că regiunea din jurul MMA conține celule care se găsesc de obicei în vasele limfatice. Acestea sunt aceleași tipuri de structuri responsabile pentru eliminarea deșeurilor din întregul corp.
Împreună, datele de imagistică și țesut au confirmat că fluidul cu mișcare lentă observat pe RMN călătorea prin vase limfatice, nu prin vase de sânge, conectând direct scanările cu dovezi biologice.
O caracteristică cheie a acestei cercetări este concentrarea asupra studierii mai întâi a persoanelor sănătoase, mai degrabă decât începerea cu modele animale. Această abordare permite oamenilor de știință să stabilească o linie de bază clară a modului în care funcționează sistemul în condiții normale. Această linie de bază este esențială pentru identificarea a ceea ce se schimbă în boală. De exemplu, întreruperile în acest sistem de drenaj pot juca un rol după leziuni cerebrale traumatice sau în boli neurodegenerative.
Descoperirea ar putea avea implicații de anvergură. Poate ajuta oamenii de știință să înțeleagă mai bine îmbătrânirea, inflamația din creier, rănile, boala Alzheimer și afecțiunile psihiatrice. Albayram se bazează deja pe aceste constatări studiind modul în care se comportă acest sistem de drenaj la persoanele cu boli neurodegenerative. Obiectivul pe termen lung este de a îmbunătăți diagnosticarea precoce, de a dezvolta strategii preventive și de a crea tratamente mai eficiente.
„O provocare majoră în cercetarea creierului este că încă nu înțelegem pe deplin cum funcționează și îmbătrânește un creier sănătos”, a spus Albayram. „Odată ce înțelegem cum arată „normalul”, putem recunoaște semnele incipiente ale bolii și putem proiecta tratamente mai bune.”