Dříve nerozpoznaný rozbočovač v mozkovém lymfatickém drenážním systému může pomoci s odstraňováním odpadu

Jak mozek vynáší své odpadky? To je úkolem mozkového lymfatického drenážního systému a snahy porozumět tomu, jak funguje, posunuly hranice technologií zobrazování mozku.

Nový studie v iScience výzkumníci z Lékařské univerzity v Jižní Karolíně odhalují – poprvé u lidí – důkazy o dříve nepoznaném uzlu v mozkovém lymfatickém drenážním systému – střední meningeální tepně (MMA).

Využití partnerství NASA, které poskytlo přístup k technologiím MRI v reálném čase původně vyvinutým ke studiu vlivu kosmických letů dynamika tekutin v lidském mozku výzkumný tým MUSC, vedený Onderem Albayramem, Ph.D., sledoval průtok mozkomíšního a intersticiálního moku podél MMA u pěti zdravých účastníků během šestihodinového období. Zjistili, že drenážní tok mozkomíšního moku byl pasivní, což naznačuje spíše lymfatický než krevní tok. Krev by měla rychlejší a dynamičtější tok.

„Viděli jsme vzor proudění, který se nechoval jako krev procházející tepnou; byl pomalejší, spíše jako drenáž, což ukazuje, že tato céva je součástí systému čištění mozku,“ řekl Albayram, docent na katedře patologie a laboratorní medicíny na MUSC.

Centrální nervový systém, složený z mozku a míchy, je obklopen vícevrstvou ochrannou membránou známou jako mozkové pleny. Albayram již více než deset let pracuje na popisu mozkových meningeálních lymfatických cév, které jsou podle něj nezbytné pro přesun odpadu z mozku do periferního lymfatického systému, kde jej lze z těla vyloučit.

Ještě asi před deseti lety se mělo za to, že tyto meningeální membrány izolují mozek od zbytku imunitního systému těla, zejména od lymfatického systému. Albayramova práce mění toto paradigma tím, že ukazuje, že tyto membrány obsahují lymfatické cévy integrované do periferie. Pochopení výměny tekutin mezi mozkem a zbytkem těla je zásadní pro rozšíření našich možností prevence a léčby psychiatrických a neurologická onemocnění.

Albayram byl mezi prvními, kteří vizualizovali meningeální lymfatické cévy u lidí, jak je uvedeno v a článek z roku 2022 v Příroda komunikace. Studie v iScience zachycuje tok tekutin v meningeální lymfatické architektuře hluboko v lidském mozku v reálném čase a ověřuje tato zjištění prostřednictvím pokročilého zobrazování posmrtné lidské tkáně.

Albayramův tým to zkoumal, aby potvrdil, co viděli na magnetické rezonanci lidský mozek tkáně pod zobrazením s extrémně vysokým rozlišením. Ve spolupráci s vědci z Cornell University použil tým pokročilou techniku, která výzkumníkům umožňuje vidět mnoho různých typů buněk najednou. Toto podrobné mapování ukázalo, že oblast kolem MMA je lemována buňkami, které se obvykle nacházejí v lymfatických cévách těla, kanálech odpovědných za čištění odpadu.

Tyto výsledky potvrdily, že pomalu se pohybující tekutina pozorovaná na MRI skutečně protékala pravdou lymfatické cévynikoli krevní cévy – spojující obrazy mozku přímo s buněčnými důkazy.

Jádrem práce Albayrama je zaměření na provádění pozorování nejprve u lidí, než se rozšíří do experimentálních modelů, jako jsou myši, spíše než naopak. Jedním z klíčových prvků této studie je, že byla provedena u zdravých lidí. Jasné pochopení toho, jak tyto struktury fungují za normálních podmínek, je nezbytné pro rozpoznání toho, co se změní, když se něco pokazí – například po traumatickém poranění mozku nebo během neurodegenerativních stavů.

Důsledky tohoto objevu se týkají stárnutí, neurozánětu, poranění mozku, Alzheimerovy choroby a dokonce i psychiatrických poruch. Albayram již provádí výzkum založený na klíčových pozorováních architektury lymfatické drenáže u pacientů s neurodegenerativními onemocněními s cílem vyvinout lepší způsoby, jak tato komplexní onemocnění diagnostikovat dříve, předcházet jim a navrhnout nové způsoby léčby.

„Velká výzva v výzkum mozku je, že stále plně nerozumíme tomu, jak zdravý mozek funguje a stárne,“ řekl Albayram. „Jakmile pochopíme, jak vypadá ‚normální‘, dokážeme rozpoznat časné příznaky onemocnění a navrhnout lepší léčbu.“