Forskere har fundet en måde at genoprette hjernens selvrensende funktion på

Forskning viser, at neurologiske sygdomme som Alzheimers, Parkinsons og andre kan betragtes som "beskidte hjernesygdomme", hvor hjernen har svært ved at udskille skadeligt affaldsstof. Aldring er en vigtig risikofaktor, og efterhånden som vi bliver ældre, aftager hjernens evne til at udskille giftige ophobninger. Ny forskning på mus viser dog, at det er muligt at vende aldersrelaterede forandringer og genoprette hjernens udrensningsproces.

Denne undersøgelse viser, at genoprettelse af funktionen af lymfekarrene i halsen kan forbedre hjernens aldersforsinkede affaldsfjerning betydeligt. Og det skete ved hjælp af et lægemiddel, der allerede er i klinisk brug, hvilket åbner op for en potentiel behandlingsstrategi.

Douglas Kelly, ph.d., professor i maskinteknik på Hajim School of Engineering ved University of Rochester, er en af hovedforfatterne til undersøgelsen, der er offentliggjort i tidsskriftet Nature Aging, sammen med Maiken Nedergaard, MD, meddirektør for universitetets Center for Translational Neuroscience.

Hjernens glymfatiske clearance-system, som først blev beskrevet af Nedergaard og kolleger i 2012, er en unik affaldsrensningsproces i hjernen, der bruger cerebrospinalvæske (CSF) til at skylle overskydende proteiner ud, der produceres af normal hjernecelleaktivitet. Denne opdagelse har ført til nye tilgange til behandling af sygdomme forbundet med ophobning af proteinaffald i hjernen, såsom Alzheimers (beta-amyloid og tau) og Parkinsons (alfa-synuclein). I raske, unge hjerner renser det glymfatiske system effektivt hjernen for disse giftige proteiner, men når vi ældes, aftager dette system, hvilket lægger op til udviklingen af disse sygdomme.

Netværk af små pumper fjerner affaldsstoffer fra hjernen

Efter proteinholdig spinalvæske forlader kraniet, skal den bevæge sig gennem lymfesystemet og til sidst til nyrerne, hvor den bearbejdes sammen med kroppens andet affald. Den nye undersøgelse bruger avancerede billeddannelses- og partikelsporingsteknikker til for første gang at detaljere den vej gennem de cervikale lymfekar i nakken, hvorigennem halvdelen af den forurenede spinalvæske forlader hjernen.

Udover at måle flowet af cerebrospinalvæske (CSF) var forskerne i stand til at observere og registrere pulseringen af lymfekarrene i nakken, som hjælper med at trække CSF ud af hjernen. "I modsætning til det kardiovaskulære system, hvor der er én stor pumpe - hjertet - transporteres væsken i lymfesystemet af et netværk af små pumper," sagde Kelly. Disse mikroskopiske pumper, kaldet lymfangioner, har ventiler for at forhindre tilbageløb og er forbundet med hinanden for at danne lymfekar.

Forskerne fandt ud af, at efterhånden som musene blev ældre, faldt hyppigheden af lymfangionkontraktioner, og ventilerne holdt op med at virke. Som følge heraf var hastigheden for fjernelse af kontamineret cerebrospinalvæske fra hjernen 63 % lavere hos ældre mus sammenlignet med yngre dyr.

Et velkendt lægemiddel genopretter strømmen af rensende væsker i hjernen

Holdet besluttede derefter at se, om de kunne genoplive lymfangionerne, og identificerede et lægemiddel kaldet prostaglandin F2α, en hormonlignende forbindelse, der ofte bruges i medicin til at fremkalde fødsel og er kendt for at stimulere glat muskulatur. Lymfangioner er foret med glatte muskelceller, og da forskerne påførte lægemidlet på de cervikale lymfekar hos gamle mus, steg kontraktionshastigheden og strømmen af forurenet cerebrospinalvæske fra hjernen og vendte tilbage til niveauer set hos unge mus.

"Disse kar er bekvemt placeret tæt på hudens overflade, vi ved, at de er vigtige, og vi ved nu, hvordan vi kan fremskynde deres funktion," sagde Kelly. "Det er tænkeligt, at denne tilgang, måske i kombination med andre interventioner, kan danne grundlag for fremtidige behandlinger af disse sygdomme."