Учені знайшли спосіб відновити функцію самоочищення мозку

Дослідження показують, що неврологічні захворювання, такі як хвороба Альцгеймера, хвороба Паркінсона та інші, можна розглядати як хвороби «брудного мозку», при яких мозку важко виводити шкідливі відходи. Старіння є ключовим фактором ризику, оскільки з віком здатність мозку очищатися від накопичень токсинів сповільнюється. Однак нові дослідження на мишах показують, що можливо повернути вікові зміни та відновити процес очищення мозку.

Це дослідження показує, що відновлення функції лімфатичних судин шиї може значно покращити видалення відходів з мозку, що уповільнюються з віком. І це сталося за допомогою препарату, який вже використовується в клінічній практиці, відкриваючи потенційну стратегію лікування.

Дуглас Келлі, доктор філософії, професор машинобудування в Інженерній школі Хаджима при Рочестерському університеті, є одним з провідних авторів дослідження, опублікованого в журналі Nature Aging, разом із Майкеном Недергаардом, доктором медичних наук, співдиректором Центру трансляційної нейронауки університету.

Глімфатична система очищення мозку, вперше описана Недергаардом та його колегами у 2012 році, — це унікальний процес очищення мозку від відходів, який використовує спинномозкову рідину (ліквор) для виведення надлишку білків, що утворюються в результаті нормальної діяльності клітин мозку. Це відкриття призвело до нових підходів до лікування захворювань, пов'язаних з накопиченням білкових відходів у мозку, таких як хвороба Альцгеймера (бета-амілоїд та тау-протеїн) та хвороба Паркінсона (альфа-синуклеїн). У здоровому, молодому мозку глімфатична система ефективно очищає мозок від цих токсичних білків, але з віком ця система сповільнюється, створюючи умови для розвитку цих захворювань.

Мережа крихітних насосів видаляє відходи з мозку

Після того, як насичена білками спинномозкова рідина залишає череп, вона повинна пройти через лімфатичну систему і зрештою потрапити до нирок, де обробляється разом з іншими відходами організму. Нове дослідження використовує передові методи візуалізації та відстеження частинок, щоб вперше детально визначити шлях через шийні лімфатичні судини шиї, через які половина забрудненої спинномозкової рідини виходить з мозку.

Окрім вимірювання потоку спинномозкової рідини, дослідники змогли спостерігати та записувати пульсацію лімфатичних судин на шиї, які допомагають витягувати спинномозкову рідину з мозку. «На відміну від серцево-судинної системи, де є один великий насос — серце, — рідина в лімфатичній системі транспортується мережею крихітних насосів», — сказав Келлі. Ці мікроскопічні насоси, які називаються лімфангіонами, мають клапани для запобігання зворотному потоку та з’єднуються один з одним, утворюючи лімфатичні судини.

Дослідники виявили, що з віком мишей частота скорочень лімфангіонів зменшувалася, а клапани переставали працювати. В результаті швидкість видалення забрудненої спинномозкової рідини з мозку була на 63% нижчою у старших мишей порівняно з молодшими тваринами.

Відомий препарат відновлює потік очисних рідин у мозку

Потім команда вирішила перевірити, чи зможуть вони відновити лімфангіони, і визначила препарат під назвою простагландин F2α, гормоноподібну сполуку, яка часто використовується в медицині для стимуляції пологів і, як відомо, стимулює скорочення гладких м'язів. Лімфангіони вистелені гладком'язовими клітинами, і коли дослідники застосували препарат до шийних лімфатичних судин старих мишей, частота скорочень і потік забрудненої спинномозкової рідини з мозку збільшилися, повернувшись до рівнів, що спостерігаються у молодих мишей.

«Ці судини зручно розташовані близько до поверхні шкіри, ми знаємо, що вони важливі, і тепер ми знаємо, як пришвидшити їхнє функціонування», — сказав Келлі. «Цілком можливо, що цей підхід, можливо, в поєднанні з іншими втручаннями, може стати основою для майбутніх методів лікування цих захворювань».