Zrozumienie mechanizmu oczyszczania się mózgu z odpadów jest jednym z najważniejszych celów współczesnej medycyny. W trakcie funkcjonowania układu nerwowego pomiędzy komórkami gromadzą się toksyczne białka (takie jak beta-amyloid oraz białko tau). Jeśli nie zostaną sprawnie usunięte, zaczynają tworzyć złogi, które niszczą neurony i prowadzą do rozwoju np. choroby Alzheimera. Do tej pory naukowcy wiedzieli, że mózg wykorzystuje do oczyszczania swoich struktur płyn mózgowo-rdzeniowy (to zjawisko znane jest w nauce jako układ glimfatyczny). Jednak dokładna mapa dróg, którymi odpady opuszczają czaszkę, pozostawała pełna niewiadomych.
WIDEO…
Ukryta sieć miniaturowych rurek. Tak wygląda wewnętrzna kanalizacja mózgu
Przełom nastąpił dzięki zespołowi badawczemu z brytyjskiego University College London. Naukowcy zidentyfikowali nieudokumentowaną wcześniej sieć maleńkich rurek o średnicy zaledwie 2 mikrometrów. – Udało nam się ostatecznie wykazać, że toksyczne białka są usuwane przez maleńkie rurki, które strukturalnie przypominają te obecne w węzłach chłonnych poza mózgiem – tłumaczy neurobiolog, prof. David Attwell.
Analizy wykazały, że te kanały tworzą gęstą, połączoną siatkę zbudowaną z tzw. komórek siateczkowych. Sieć ta precyzyjnie oplata drobne naczynia krwionośne oraz nerwy wychodzące z mózgu, tworząc bezpośrednie drogi ewakuacyjne dla niebezpiecznych substancji.
Groźne odpady znikają w 7,5 minuty. Mechanizm potwierdzono u ludzi
Aby udowodnić skuteczność tego systemu, badacze użyli neurotoksycznych białek oznaczonych specjalnymi fluorescencyjnymi markerami. Eksperymenty na myszach wykazały, że odpady przemieszczały się kanałami w błyskawicznym tempie – docierały do powierzchni mózgu w zaledwie 7,5 minuty.
Co najważniejsze, badacze nie poprzestali na gryzoniach. Pobrane za zgodą pacjentów żywe fragmenty ludzkiej tkanki mózgowej (usunięte operacyjnie podczas zabiegów onkologicznych) poddano identycznym testom. Okazało się, że ludzkie kanały drenażowe mają podobne wymiary i dokładnie w ten sam sposób zasysają szkodliwe białka. Dowodzi to, że dzielimy ten ewolucyjny mechanizm obronny ze zwierzętami.
Tajemnica biologicznej pompy. Jej zrozumienie może powstrzymać Alzheimera
Odkrycie zostało opublikowane w formie preprintu w repozytorium naukowym bioRxiv (co oznacza, że praca oczekuje obecnie na proces niezależnej recenzji). Przed badaczami wciąż stoi jedno pytanie: co tak właściwie napędza ten przepływ wewnątrz 2-mikrometrowych rurek?
O ile w organizmie krew pompuje serce, o tyle mechanizm, który tak szybko tłoczy płyn w mózgowych mikrokanałach, pozostaje nieznany (naukowcy podejrzewają, że mogą to być mikropulsacje naczyń krwionośnych). Zrozumienie, jak działa ta „pompa” – i ewentualne stworzenie leków, które mogłyby ją terapeutycznie przyspieszyć u pacjentów ze spowolnionym metabolizmem mózgu – może otworzyć zupełnie nowy rozdział w leczeniu objawów choroby Alzheimera.
Źródło: bioRxiv
