Wetenschappers hebben een manier gevonden om de zelfreinigende functie van de hersenen te herstellen

Onderzoek toont aan dat neurologische aandoeningen zoals Alzheimer, Parkinson en andere kunnen worden beschouwd als 'vuile hersenen'-ziekten, waarbij de hersenen moeite hebben met het afvoeren van schadelijke afvalstoffen. Veroudering is een belangrijke risicofactor: naarmate we ouder worden, neemt het vermogen van de hersenen om giftige stoffen af te voeren af. Nieuw onderzoek bij muizen toont echter aan dat het mogelijk is om leeftijdsgerelateerde veranderingen terug te draaien en het reinigingsproces van de hersenen te herstellen.

Deze studie toont aan dat het herstellen van de functie van de lymfevaten in de nek de door veroudering vertraagde afvoer van afvalstoffen in de hersenen aanzienlijk kan verbeteren. En dit gebeurde met behulp van een medicijn dat al klinisch wordt gebruikt, wat een potentiële behandelstrategie mogelijk maakt.

Douglas Kelly, PhD, hoogleraar werktuigbouwkunde aan de Hajim School of Engineering van de Universiteit van Rochester, is een van de hoofdauteurs van de studie die is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Aging, samen met Maiken Nedergaard, MD, codirecteur van het Center for Translational Neuroscience van de universiteit.

Het glymfatische systeem van de hersenen, voor het eerst beschreven door Nedergaard en collega's in 2012, is een uniek proces voor het opruimen van afval in de hersenen dat gebruikmaakt van hersenvocht (cerebrospinaalvocht) om overtollige eiwitten af te voeren die door normale hersencelactiviteit worden geproduceerd. Deze ontdekking heeft geleid tot nieuwe behandelmethoden voor ziekten die verband houden met de ophoping van eiwitafval in de hersenen, zoals de ziekte van Alzheimer (bèta-amyloïde en tau) en de ziekte van Parkinson (alfa-synucleïne). In gezonde, jonge hersenen verwijdert het glymfatische systeem deze giftige eiwitten effectief, maar naarmate we ouder worden, vertraagt dit systeem, wat de ontwikkeling van deze ziekten in de hand werkt.

Netwerk van kleine pompjes verwijdert afvalstoffen uit de hersenen

Nadat het eiwitrijke ruggenmergvocht de schedel verlaat, moet het door het lymfestelsel en uiteindelijk naar de nieren reizen, waar het samen met de overige afvalstoffen van het lichaam wordt verwerkt. De nieuwe studie maakt gebruik van geavanceerde beeldvormings- en deeltjesvolgtechnieken om voor het eerst de route door de cervicale lymfevaten in de nek in kaart te brengen, waardoor de helft van het verontreinigde ruggenmergvocht de hersenen verlaat.

Naast het meten van de hersenvochtstroom konden de onderzoekers ook de pulsatie van de lymfevaten in de nek observeren en registreren, wat helpt om hersenvocht uit de hersenen te trekken. "In tegenstelling tot het cardiovasculaire systeem, waar één grote pomp is – het hart – wordt vloeistof in het lymfestelsel getransporteerd door een netwerk van kleine pompjes", aldus Kelly. Deze microscopisch kleine pompjes, lymfangionen genaamd, hebben kleppen om terugstroming te voorkomen en zijn met elkaar verbonden om lymfevaten te vormen.

De onderzoekers ontdekten dat naarmate de muizen ouder werden, de frequentie van lymfangioncontracties afnam en de kleppen stopten met werken. Hierdoor was de snelheid waarmee verontreinigd hersenvocht uit de hersenen werd verwijderd 63% lager bij oudere muizen dan bij jongere dieren.

Een bekend medicijn herstelt de stroom van reinigingsvloeistoffen in de hersenen

Het team besloot vervolgens te kijken of ze de lymfangiën konden reactiveren en identificeerde een medicijn genaamd prostaglandine F2α, een hormoonachtige stof die vaak in de geneeskunde wordt gebruikt om weeën op te wekken en waarvan bekend is dat het de samentrekking van glad spierweefsel stimuleert. Lymfangiën zijn bekleed met gladde spiercellen, en toen de onderzoekers het medicijn aanbrachten op de cervicale lymfevaten van oude muizen, namen de samentrekkingssnelheid en de stroom van besmet hersenvocht vanuit de hersenen toe, tot het niveau dat bij jonge muizen werd gezien.

"Deze bloedvaten liggen gunstig gelegen dicht bij het huidoppervlak. We weten dat ze belangrijk zijn en we weten nu hoe we hun functie kunnen versnellen", aldus Kelly. "Het is denkbaar dat deze aanpak, mogelijk in combinatie met andere interventies, de basis kan vormen voor toekomstige therapieën voor deze ziekten."