Forskere har funnet en måte å gjenopprette hjernens selvrensende funksjon på

Forskning viser at nevrologiske sykdommer som Alzheimers, Parkinsons og andre kan betraktes som «skitten hjerne»-sykdommer, der hjernen har problemer med å kvitte seg med skadelig avfall. Aldring er en viktig risikofaktor, etter hvert som vi blir eldre, avtar hjernens evne til å kvitte seg med giftige opphopninger. Ny forskning på mus viser imidlertid at det er mulig å reversere aldersrelaterte endringer og gjenopprette hjernens renseprosess.

Denne studien viser at gjenoppretting av funksjonen til lymfekarene i halsen kan forbedre hjernens aldersforsinkede fjerning av avfallsstoffer betydelig. Og det ble gjort ved hjelp av et legemiddel som allerede er i klinisk bruk, noe som åpner for en potensiell behandlingsstrategi.

Douglas Kelly, PhD, professor i maskinteknikk ved Hajim School of Engineering ved University of Rochester, er en av hovedforfatterne av studien som er publisert i tidsskriftet Nature Aging, sammen med Maiken Nedergaard, MD, meddirektør for universitetets Center for Translational Neuroscience.

Hjernens glymfatiske klaringssystem, først beskrevet av Nedergaard og kolleger i 2012, er en unik avfallsrensingsprosess i hjernen som bruker cerebrospinalvæske (CSF) til å skylle ut overflødige proteiner produsert av normal hjernecelleaktivitet. Denne oppdagelsen har ført til nye tilnærminger til behandling av sykdommer forbundet med opphopning av proteinavfall i hjernen, som Alzheimers (beta-amyloid og tau) og Parkinsons (alfa-synuclein). I friske, unge hjerner renser det glymfatiske systemet effektivt hjernen for disse giftige proteinene, men når vi eldes, bremses dette systemet ned, noe som legger grunnlaget for at disse sykdommene kan utvikle seg.

Nettverk av små pumper fjerner avfall fra hjernen

Etter at proteinholdig spinalvæske forlater hodeskallen, må den reise gjennom lymfesystemet og til slutt til nyrene, hvor den behandles sammen med kroppens annet avfall. Den nye studien bruker avanserte avbildnings- og partikkelsporingsteknikker for å for første gang detaljere veien gjennom de cervikale lymfekarene i nakken der halvparten av den forurensede spinalvæsken forlater hjernen.

I tillegg til å måle strømmen av cerebrospinalvæske (CSF), kunne forskerne observere og registrere pulseringen av lymfekarene i nakken, som bidrar til å trekke CSF ut av hjernen. «I motsetning til det kardiovaskulære systemet, hvor det er én stor pumpe – hjertet – transporteres væske i lymfesystemet av et nettverk av små pumper», sa Kelly. Disse mikroskopiske pumpene, kalt lymfangioner, har ventiler for å forhindre tilbakestrømning og er koblet til hverandre for å danne lymfekar.

Forskerne fant ut at etter hvert som musene ble eldre, minket hyppigheten av lymfangionkontraksjoner, og klaffene sluttet å virke. Som et resultat var fjerningshastigheten for forurenset cerebrospinalvæske (CSF) fra hjernen 63 % lavere hos eldre mus sammenlignet med yngre dyr.

Et velkjent legemiddel gjenoppretter strømmen av rensende væsker i hjernen

Teamet bestemte seg deretter for å se om de kunne gjenopplive lymfangionene, og identifiserte et legemiddel kalt prostaglandin F2α, en hormonlignende forbindelse som ofte brukes i medisin for å indusere fødsel og er kjent for å stimulere glatt muskelkontraksjon. Lymfangioner er foret med glatte muskelceller, og da forskerne påførte legemidlet på de cervikale lymfekarene til gamle mus, økte kontraksjonshastigheten og strømmen av forurenset cerebrospinalvæske fra hjernen, og returnerte til nivåer sett hos unge mus.

«Disse karene er beleilig plassert nær hudoverflaten, vi vet at de er viktige, og vi vet nå hvordan vi kan få fart på funksjonen deres», sa Kelly. «Det er tenkelig at denne tilnærmingen, kanskje i kombinasjon med andre tiltak, kan danne grunnlaget for fremtidige behandlinger for disse sykdommene.»