Ученые нашли способ восстановить функцию самоочищения мозга

Исследования показывают, что такие неврологические заболевания, как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и другие, можно рассматривать как заболевания «грязного мозга», при которых мозг сталкивается с трудностями в удалении вредных отходов. Одним из ключевых факторов риска является старение, поскольку по мере того, как мы становимся старше, способность мозга очищать токсические накопления замедляется. Однако новые исследования на мышах демонстрируют, что можно обратить возрастные изменения и восстановить процесс очистки мозга.

Это исследование показывает, что восстановление функции шейных лимфатических сосудов может значительно улучшить удаление отходов из мозга, замедленное с возрастом. Причем это удалось сделать с помощью препарата, уже используемого в клинической практике, что открывает потенциальную стратегию лечения.

Дуглас Келли, доктор философии, профессор механической инженерии в Инженерной школе Хаджима при Рочестерском университете, является одним из ведущих авторов исследования, опубликованного в журнале Nature Aging, вместе с Майкен Недергаард, доктором медицинских наук, содиректором Центра трансляционной неврологии при университете.

Система глимфатической очистки мозга, впервые описанная Недергаард и ее коллегами в 2012 году, представляет собой уникальный процесс удаления отходов из мозга, который использует спинномозговую жидкость (CSF) для смывания избытка белков, образующихся в результате нормальной деятельности клеток мозга. Это открытие указало на новые подходы к лечению заболеваний, связанных с накоплением белковых отходов в мозге, таких как болезнь Альцгеймера (бета-амилоид и тау-белок) и болезнь Паркинсона (альфа-синуклеин). В здоровом и молодом мозге глимфатическая система эффективно очищает мозг от этих токсичных белков, но с возрастом эта система замедляется, создавая условия для развития данных заболеваний.

Сеть миниатюрных насосов удаляет отходы из мозга

После того как спинномозговая жидкость, насыщенная белковыми отходами, покидает череп, она должна попасть в лимфатическую систему и в конечном итоге в почки, где обрабатывается вместе с другими отходами организма. Новое исследование использует передовые методы визуализации и отслеживания частиц, чтобы впервые подробно описать путь через шейные лимфатические сосуды в шее, через который половина загрязненной спинномозговой жидкости выходит из мозга.

Помимо измерения потока спинномозговой жидкости, исследователи смогли наблюдать и фиксировать пульсацию лимфатических сосудов в шее, которая помогает вытягивать CSF из мозга. «В отличие от сердечно-сосудистой системы, где есть один большой насос — сердце, жидкость в лимфатической системе транспортируется сетью миниатюрных насосов», — сказал Келли. Эти микроскопические насосы, называемые лимфангионами, имеют клапаны для предотвращения обратного тока и соединяются друг с другом, образуя лимфатические сосуды.

Исследователи обнаружили, что по мере старения мышей частота сокращений лимфангионов уменьшалась, а клапаны переставали работать. В результате скорость вывода загрязненной CSF из мозга у пожилых мышей была на 63% ниже по сравнению с молодыми животными.

Известный препарат возобновляет поток очищающих жидкостей в мозге

Затем команда решила проверить, смогут ли они оживить лимфангионы, и определила препарат под названием простагландин F2α, гормоноподобное соединение, которое часто используется в медицине для стимуляции родов и известно своей способностью стимулировать сокращение гладких мышц. Лимфангионы выстланы гладкомышечными клетками, и когда исследователи применяли препарат к шейным лимфатическим сосудам у старых мышей, частота сокращений и поток загрязненной CSF из мозга увеличивались, возвращаясь к уровню, характерному для молодых мышей.

«Эти сосуды удобно расположены близко к поверхности кожи, мы знаем, что они важны, и теперь мы знаем, как ускорить их функцию», — сказал Келли. «Можно предположить, что этот подход, возможно, в сочетании с другими вмешательствами, может стать основой для будущих терапий этих заболеваний».