Výskumníci zvrátili akumuláciu mozgového odpadu súvisiaceho so starnutím u myší pomocou klinicky schváleného lieku na podporu odstraňovania odpadu a potenciálne na liečbu neurologických porúch.
Alzheimerova chorobaParkinsonova choroba a iné neurologické poruchy sa často považujú za choroby „špinavého mozgu“, pri ktorých sa mozog snaží vyčistiť škodlivý odpad. Riziko týchto stavov sa s pribúdajúcim vekom výrazne zvyšuje, pretože s pribúdajúcim vekom sa schopnosť nášho mozgu eliminovať toxické nahromadenie znižuje. Nedávny výskum na myšiach však naznačuje, že je možné zvrátiť tieto zmeny súvisiace s vekom a obnoviť procesy odstraňovania odpadu v mozgu.
„Tento výskum ukazuje, že obnovenie funkcie krčných lymfatických ciev môže výrazne zvrátiť pomalé odstraňovanie odpadu z mozgu s vekom,“ povedal Douglas Kelly, PhD, profesor strojného inžinierstva na Rochester Hazim School of Engineering and Applied Sciences. “ „Okrem toho sa to dosiahlo pomocou lieku, ktorý sa už klinicky používa, čo poskytuje potenciálnu liečebnú stratégiu.“ Kelly je jedným z hlavných autorov štúdie, ktorá sa objavuje v časopise starnutie prírody, s Mackenom Nedergaardom, M.D., D.M.Sc., spoluriaditeľom univerzitného Centra pre translačnú neuromedicínu.
Prvýkrát opísaný Nedergaardom a kolegami v roku 2012, glymfatický systém je jedinečný proces odstraňovania odpadu z mozgu, ktorý využíva mozgovomiechový mok (CSF) na odplavenie nadbytočných proteínov produkovaných energeticky vyhladovanými neurónmi a inými bunkami v mozgu počas normálnej aktivity Is.
Objav otvára cestu pre potenciálne nové spôsoby liečenia chorôb spojených s hromadením proteínového odpadu v mozgu, ako je Alzheimerova choroba (beta-amyloid a tau) a Parkinsonova choroba (alfa-synukleín). V zdravom a mladom mozgu glymfatický systém robí dobrú prácu pri vyplavovaní týchto toxických proteínov, avšak ako starneme, tento systém sa spomaľuje a pripravuje pôdu pre tieto choroby.
Sieť malých púmp presúva odpad z mozgu
Po zaťažení bielkovinovým odpadom sa CSF v pokožke hlavy musí dostať do lymfatického systému a prípadne do obličiek, kde sa spracuje spolu s ostatnými odpadmi tela. Nový výskum kombinuje pokročilé techniky zobrazovania a sledovania častíc, aby po prvýkrát podrobne opísal cestu cez cervikálne lymfatické cievy v krku, cez ktorú polovica špinavého CSF opúšťa mozog.
Okrem merania prietoku CSF boli vedci schopní pozorovať a zaznamenávať pulzáciu lymfatických ciev v krku, ktoré pomáhajú odvádzať CSF z mozgu. „Na rozdiel od kardiovaskulárneho systému, ktorý má jednu veľkú pumpu, tekutina v lymfatickom systéme sa presúva sieťou menších púmp,“ povedal Kelly. Tieto mikroskopické pumpy, nazývané lymfangióny, majú chlopne, ktoré zabraňujú spätnému toku a jedna po druhej sú navzájom spojené, aby vytvorili lymfatické cievy.
Vedci zistili, že ako potkany starli, frekvencia kontrakcií sa znížila a chlopne prestali fungovať. Výsledkom bolo, že rýchlosť, ktorou špinavý CSF opúšťal mozog starých myší, bola o 63 percent pomalšia ako rýchlosť mladých zvierat.
Známy liek reštartuje tok tekutiny prečisťujúcej mozog
Tím sa potom pokúsil zistiť, či dokážu regenerovať lymfangion a identifikovali liek s názvom prostaglandín F2α, čo je zlúčenina podobná hormónu bežne používaná v medicíne na vyvolanie pôrodu a je známe, že pomáha pri kontrakcii hladkých svalov. Lymfangiony sú vystlané bunkami hladkého svalstva a keď výskumníci aplikovali liek na cervikálne lymfatické cievy u starších myší, frekvencia kontrakcií aj tok špinavého CSF z mozgu sa zvýšili na úroveň účinnosti zistenú u mladých myší.
„Tieto cievy sú vhodne umiestnené blízko povrchu kože, vieme, že sú dôležité, a teraz vieme, ako urýchliť funkciu,“ povedal Kelly. „Je možné vidieť, že tento prístup, možno v kombinácii s inými zásahmi, by mohol tvoriť základ budúcej liečby týchto chorôb.“
Odkaz: „Obnova funkcie cervikálnych lymfatických ciev pri starnutí mozgovomiechovej drenáže“ od Ting Du, Aditya Raghunandan, Humberto Mestre, Virginia Pla, Guojun Liu, Antonio Ladron-de-Guevara, Evan Newbold, Paul Tobin, Daniel Gahan-Martinez Saves. . Saurav Patnaik, Qianwen Huang, Weiguo Peng, Macken Nedergaard a Douglas H. Kelly, 15. augusta 2024, starnutie prírody,
DOI: 10.1038/s43587-024-00691-3
Ďalšími prispievateľmi do štúdie sú prvý autor Ting Du, Aditya Raghunandan a Humberto Mestre a Virginia Pla, Guojun Liu, Antonio Ladrón-de-Guevara, Evan Newbold, Paul Tobin, Daniel Gaines-Martinez, Saurav Patnaik, Qianwen Huang a ďalší je zahrnutá aj univerzita Weiguo Peng. Tento výskum podporili Národný inštitút neurologických porúch a mŕtvice, Lundbeck Foundation, Novo Nordisk Foundation, Human Frontier Science Program, Miriam a Sheldon G. Financie získali od Adelson Medical Research Foundation, Simons Foundation, Spoločného programu EÚ – Výskum neurodegeneratívnych chorôb, Výskumného úradu armády USA, Národného centra pre doplnkové a integrované zdravie a Iniciatívy pre mozog.
