Zacílení na systém odstraňování odpadu mozku může pomoci v boji proti kognitivnímu poklesu

Jak stárnoucí těla klesají, mozek ztrácí schopnost očistit se odpadu, scénář, o kterém si vědci myslí, že by mohl mimo jiné přispívat k neurodegenerativním podmínkám, jako je Alzheimerova choroba a Parkinsonova choroba. Nyní vědci na Washington University School of Medicine v St. Louis hlásí, že našli cestu kolem tohoto problému zaměřením na síť plavidel, které vypouštějí odpad z mozku. Omlazení těchto cév, jak ukázali, zlepšuje paměť u starých myší.

Studie, publikovaná online 21. března v časopise Cell, stanoví základy pro vývoj terapií kognitivního poklesu souvisejícího s věkem, které překonávají výzvy, kterým čelí konvenční léky, které se snaží projít bariérou krve-mozrovou, aby dosáhly mozku.

Fyzická hematoencefalická bariéra brání účinnost Terapie neurologických poruch. Zaměřením na síť cév mimo mozek, která je kritická pro zdraví mozku, vidíme kognitivní zlepšení u myší, otevírá okno pro vývoj silnějších terapií, aby se zabránilo nebo zpozdilo kognitivní pokles. “

Jonathan Kipnis, PhD, Alan A. a Edith L. Wolff Distinguished profesor patologie a imunologie a vyšetřovatel BJC ve WashU Medicine

Odstranění odpadu zlepšuje paměť

Kipnis je odborník na kvetoucí oblast neuroimunologie, studie o tom, jak imunitní systém ovlivňuje mozek ve zdraví a nemoci. Před deseti lety objevila Kipnisova laboratoř síť cév obklopujících mozek – známou jako meningální lymfatiku – u myší a lidí, která vypouští tekutinu a odpad do lymfatických uzl, kde mnoho buněk imunitního systému sídlí a sleduje příznaky infekce, onemocnění nebo poškození. On a jeho kolegové také ukázali, že některé vyšetřovací Alzheimerovy terapie jsou u myší účinnější, když jsou spárovány s ošetřením, které zlepšuje drenáž tekutiny a zbytků z mozku.

Počínaje asi 50 let začnou lidé zaznamenávat pokles průtoku tekutin mozku v rámci normálního stárnutí. Pro novou studii společnost Kipnis spolupracovala s Marco Colonna, MD, Robert Rock Belliveau, MD, profesorem patologie, a zeptal se, zda zvyšování funkce starého drenážního systému může zlepšit paměť.

Pro testování paměti myší umístili vědci dva identické černé tyče do klece po dobu dvaceti minut pro prozkoumání starých myší. Následující den dostaly myši znovu jeden z černých prutů a nový objekt, stříbrný obdélníkový hranol. Myši, které si pamatují hraní s černým prutem, stráví více času s novým objektem. Ale staré myši tráví podobné množství času hraním s oběma předměty.

První autor nové studie, Kyungdeok Kim, PhD, postdoktorand v laboratoři Kipnis, posílil fungování lymfatických cév u starých myší léčbou, která stimuluje růst cév, což umožňuje větší odpad, aby vypustil z mozku. Zjistil, že starší myši s omlazenými lymfatickými cévami trávili více času s novým objektem – indikátorem vylepšené paměti – ve srovnání se staršími myší, které nebyly léčeny.

„Pro zdraví a paměť mozku je rozhodující funkční lymfatický systém,“ řekl Kim. „Terapie, které podporují zdraví systému nakládání s tělem, mohou mít zdravotní přínosy pro přirozeně stárnoucí mozek.“

Mozková ohromená čisticí posádka

Když je lymfatický systém tak narušen, že se v mozku hromadí odpad, zátěž čištění spadá do imunitních buněk mozku, nazývá se mikroglie. Tato místní čisticí posádka však nedokáže držet krok s nepořádkem a vyčerpá se, vysvětlil Kipnis.

Nová studie zjistila, že ohromené buňky produkují tísňový signál, imunitní protein zvaný Interleukin 6 nebo IL-6, který působí na mozkové buňky, aby podporoval kognitivní pokles myší s poškozenými lymfatickými cévami. Při zkoumání mozku takových myší vědci zjistili, že neurony mají nerovnováhu v typech signálů, které dostávají z okolních mozkových buněk. Zejména neurony obdržely méně signálů, které fungují jako sluchátka pro šum mezi kakofonií neuronové komunikace. Tato nerovnováha způsobená zvýšenými hladinami IL-6 v mozku vedla ke změnám v tom, jak je mozek zapojen a ovlivňuje správnou funkci mozku.

Kromě zlepšení paměti u stárnoucích myší způsobila léčba lymfatická céva také způsobující pokles hladin IL-6, čímž se obnovil systém mozku. Zjištění poukazují na potenciál zlepšit zdraví lymfatických cév mozku k zachování nebo obnovení kognitivních schopností.

„Když si připomínáme 10. výročí našeho objevu lymfatického systému mozku, tato nová zjištění poskytují vhled do důležitosti tohoto systému pro zdraví mozku,“ řekl Kipnis. „Zacílení na snadněji dostupné lymfatické cévy, které jsou umístěny mimo mozek, se může ukázat jako vzrušující nová hranice při léčbě poruch mozku. Možná nebudeme schopni oživit neurony, ale můžeme být schopni zajistit jejich nejoptimálnější fungování modulací meningálních lymfatických cév.“

Kim K, Abramishvili D, Du S, Papadopoulos Z, Cao J, Herz J, Smirnov I, Thomas JL, Colonna M, Kipnis J. Meningeal Lymfatics-Microglia Axis reguluje synaptickou fyziologii. Buňka. 21. března 2025.

Tato práce byla podporována Národním institutem pro stárnutí Národních ústavů zdravotnictví (NIH), Grantova čísla AG034113 a AG078106; Program vyšetřovatele BJC na Washingtonské univerzitě v St. Louis; Nadace Neuroscience Innovation Foundation; a Národní výzkumná nadace Koreje, Grant Number 2021R1A6A3A14045044. Obsah je pouze odpovědností autorů a nemusí nutně představovat oficiální názory NIH.

Jonathan Kipnis je spoluzakladatelem Rho Bio a pořádá patenty a prozatímní aplikace související s prací zde uvedenou.