Aanwijzingen in het afvalsysteem van de hersenen kunnen de ziekte van Alzheimer helpen verklaren
Nieuw onderzoek laat zien dat een bepaalde groep lymfevaten een cruciale rol speelt bij het helpen van de hersenen om afvalstoffen af te voeren. Het suggereert ook dat verslechtering van deze bloedvaten door veroudering zou kunnen bijdragen aan neurodegeneratieve ziekten, zoals de ziekte van Alzheimer.
Tot een paar jaar geleden realiseerden wetenschappers zich niet dat de hersenen lymfevaten hebben die het helpen om overtollig vocht en afvalstoffen kwijt te raken.
Sindsdien hebben ze ontdekt dat de hersenen lymfevaten gebruiken om afval in cerebrospinale vloeistof (CSF) af te voeren.
De onderliggende mechanismen en transportroutes voor het afvoeren van liquor uit de hersenen zijn echter onduidelijk.
In de nieuwe studie onderzochten onderzoekers van het Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) en het Center for Vascular Research, beide in Daejeon, Zuid-Korea, een groep lymfevaten in de basale delen van de schedel.
Een recent Natuur artikel beschrijft hoe ze speciale MRI-scans gebruikten om CSF door lymfevaten bij knaagdieren te volgen.
Het drainagesysteem van de hersenen in kaart brengen
Het team ontdekte dat basale meningeale lymfevaten (mLVs) de belangrijkste routes zijn waardoor CSF uit de hersenen wegvloeit.
"We laten ook zien", merken de auteurs op, "dat basale mLVs hotspots zijn voor de klaring van CSF-macromoleculen en dat zowel de integriteit van mLV als de drainage van CSF verslechteren door veroudering."
Door te helpen het lymfestelsel van de hersenen in kaart te brengen, draagt de studie bij aan nieuwe behandelingen die het vermogen van de hersenen om afval te verwijderen, vergroten.
Het lymfestelsel is een verzameling bloedvaten die naast de bloedvaten van het circulatiesysteem liggen.Het lymfestelsel draagt lymfe, een kleurloze vloeistof die afvalproducten en immuuncellen bevat. Lymfeklieren filteren de lymfe en voeren deze terug naar de bloedbaan.
Naarmate beeldvormingstechnieken verbeteren, krijgen wetenschappers nieuwe inzichten in de cruciale rol die het lymfestelsel speelt bij gezondheid en ziekte.
Bij immuniteit leren wetenschappers bijvoorbeeld dat het lymfestelsel niet alleen het transport van immuuncellen reguleert, maar dat de eigen cellen en fysische eigenschappen de lokale omstandigheden in weefsels kunnen beïnvloeden.
Basale mLV's zijn de belangrijkste drainageroute
Eerdere studies hadden aangetoond dat mLV's afval wegvoeren voor verwijdering via diepgewortelde cervicale lymfeklieren.
Anderen hadden ook aangetoond dat dorsale mLV's in de bovenste regionen van de schedel waarschijnlijk de belangrijkste opruimingsroutes waren. Deze studies vonden echter geen belangrijke drainagemechanismen in die regio's.
De recente studie bevestigt dat basale mLV's de belangrijkste uitgangsroute zijn voor het aftappen van CSF uit de hersenen.
"Als een verborgen uitgang voor CSF", zegt eerste studie-auteur Dr. Ji Hoon Ahn, van de Graduate School of Medical Science and Engineering bij KAIST, "hebben we gekeken naar de mLV's die vastzaten in complexe structuren aan de basis van de schedel."
Het team gebruikte een aantal technieken om een gedetailleerde studie van basale mLV's te maken. Om de mLV's te visualiseren, gebruikten ze bijvoorbeeld een fluorescentiemicroscoop om de route van lymfatische tracers in genetisch gemanipuleerde muizen te traceren.
Gedetailleerd onderzoek van de schedels van de dieren onthulde dat "basale mLV's alle noodzakelijke kenmerken bevatten voor de opname en afvoer van liquor."
Een van die kenmerken is de aanwezigheid van takken met vingervormige uitsteeksels; dit is typerend voor werkende lymfevaten. Een ander kenmerk is dat de basale mLV's kleppen hebben die de vloeistof maar in één richting laten stromen.
In een andere reeks experimenten met ratten en muizen, toonde het team aan dat CSF voornamelijk door basale mLV's wordt afgevoerd.
Bovendien merkte het team op dat de structuur van mLV's en hun kleppen kunnen verslechteren met de leeftijd en bijgevolg de afvoer van CSF kunnen belemmeren. Ze zagen dit toen ze mLV's bij muizen van 3 maanden oud vergeleken met die van muizen die meer dan 2 jaar oud waren.
Sommige van de nieuwere behandelingen voor de ziekte van Alzheimer zijn gericht op toxische eiwitten. Het kan zijn dat de studie, door een kaart met afwateringsroutes te verstrekken, kan helpen bij de ontwikkeling van behandelingen die de accumulatie van toxische eiwitten proberen te verminderen door het afvalverwijderingssysteem van de hersenen te verbeteren.
