Hinweise im Abfallsystem des Gehirns können helfen, Alzheimer zu erklären
Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass eine bestimmte Gruppe von Lymphgefäßen eine entscheidende Rolle bei der Entsorgung von Abfällen durch das Gehirn spielt. Es deutet auch darauf hin, dass eine Verschlechterung dieser Gefäße durch Alterung zu neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer beitragen könnte.
Bis vor einigen Jahren erkannten die Wissenschaftler nicht, dass das Gehirn Lymphgefäße hatte, die es dabei unterstützen, überschüssige Flüssigkeit und Abfallstoffe loszuwerden.
Sie haben seitdem entdeckt, dass das Gehirn Lymphgefäße verwendet, um Abfälle in der Liquor cerebrospinalis (CSF) abzuleiten.
Die zugrunde liegenden Mechanismen und Transportwege für die Ableitung von CSF aus dem Gehirn waren jedoch unklar.
In der neuen Studie untersuchten Forscher des Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) und des Zentrums für Gefäßforschung in Daejeon, Südkorea, eine Gruppe von Lymphgefäßen in den basalen Teilen des Schädels.
Ein kürzlich Natur In diesem Artikel wird beschrieben, wie spezielle MRT-Scans verwendet wurden, um den Liquor durch Lymphgefäße bei Nagetieren zu verfolgen.
Abbildung des Drainagesystems des Gehirns
Das Team stellte fest, dass basale meningeale Lymphgefäße (mLVs) die Hauptwege sind, über die CSF aus dem Gehirn abfließt.
"Wir zeigen auch", so die Autoren, "dass basale mLVs Hotspots für die Clearance von CSF-Makromolekülen sind und dass sowohl die mLV-Integrität als auch die CSF-Drainage mit zunehmendem Alter beeinträchtigt werden."
Durch die Abbildung des Lymphsystems des Gehirns trägt die Studie zu neuen Behandlungen bei, die die Fähigkeit des Gehirns verbessern, Abfälle zu entsorgen.
Das Lymphsystem ist eine Ansammlung von Gefäßen, die neben Blutgefäßen des Kreislaufsystems liegen.Das Lymphsystem trägt Lymphe, eine farblose Flüssigkeit, die Abfallprodukte und Immunzellen enthält. Lymphknoten filtern die Lymphe und führen sie in den Blutkreislauf zurück.
Mit der Verbesserung der Bildgebungstechniken erhalten Wissenschaftler neue Einblicke in die entscheidende Rolle, die das Lymphsystem für Gesundheit und Krankheit spielt.
Bei der Immunität lernen Wissenschaftler beispielsweise, dass nicht nur das Lymphsystem den Transport von Immunzellen reguliert, sondern dass seine eigenen Zellen und physikalischen Eigenschaften die lokalen Bedingungen in Geweben beeinflussen können.
Basale mLVs sind der Hauptentwässerungsweg
Frühere Studien hatten gezeigt, dass mLVs Abfälle zur Entsorgung durch tief sitzende zervikale Lymphknoten transportieren.
Andere hatten auch gezeigt, dass dorsale mLVs in den oberen Regionen des Schädels wahrscheinlich die Hauptreinigungswege waren. Diese Studien ergaben jedoch keine wesentlichen Entwässerungsmechanismen in diesen Regionen.
Die kürzlich durchgeführte Studie bestätigt, dass basale mLVs der Hauptaustrittsweg für die Ableitung von CSF aus dem Gehirn sind.
"Als versteckter Ausgang für CSF", sagt der erste Studienautor Dr. Ji Hoon Ahn von der Graduiertenschule für medizinische Wissenschaft und Technik bei KAIST, "haben wir uns mit den mLVs befasst, die in komplexen Strukturen an der Schädelbasis eingeschlossen sind."
Das Team verwendete eine Reihe von Techniken, um eine detaillierte Untersuchung der basalen mLVs durchzuführen. Um beispielsweise die mLVs sichtbar zu machen, verwendeten sie ein Fluoreszenzmikroskop, um den Weg von Lymphtracern in gentechnisch veränderten Mäusen zu verfolgen.
Detaillierte Untersuchungen der Schädel der Tiere ergaben, dass "basale mLVs alle notwendigen Merkmale für die Aufnahme und Drainage von CSF enthalten".
Ein solches Merkmal ist das Vorhandensein von Zweigen mit fingerartigen Vorsprüngen; Dies ist typisch für arbeitende Lymphgefäße. Ein weiteres Merkmal ist, dass die basalen mlV Ventile haben, die es der Flüssigkeit nur ermöglichen, in eine Richtung zu fließen.
In einer anderen Reihe von Experimenten mit Ratten und Mäusen zeigte das Team, dass CSF überwiegend durch basale mLVs abfließt.
Darüber hinaus beobachtete das Team, dass sich die Struktur von mLVs und ihren Ventilen mit dem Alter verschlechtern und folglich die Drainage von CSF behindern kann. Sie sahen dies, als sie mLVs bei Mäusen, die 3 Monate alt waren, mit denen von Mäusen verglichen, die älter als 2 Jahre waren.
Einige der neueren Behandlungen für die Alzheimer-Krankheit zielen auf toxische Proteine ab. Es könnte sein, dass die Studie durch die Bereitstellung einer Karte der Entwässerungswege die Entwicklung von Behandlungen unterstützen könnte, die darauf abzielen, die Ansammlung toxischer Proteine zu verringern, indem das Abfallentsorgungssystem des Gehirns verbessert wird.
