Come fa il cervello a liberarsi dei rifiuti? Si basa su una rete di drenaggio specializzata nota come sistema linfatico. Gli scienziati hanno lavorato per capire come funziona questo sistema e, nel processo, hanno spinto la tecnologia dell’imaging cerebrale a nuovi limiti.
Un nuovo studio pubblicato su iScience da ricercatori della Medical University of South Carolina (MUSC) fornisce la prima prova diretta negli esseri umani di un punto di controllo precedentemente sconosciuto in questo sistema. La struttura è l’arteria meningea media (MMA), che ora sembra svolgere un ruolo chiave nel modo in cui il cervello elimina liquidi e rifiuti.
La risonanza magnetica in tempo reale rivela il flusso di liquidi cerebrali
Il team di ricerca, guidato da Onder Albayram, Ph.D., ha utilizzato strumenti avanzati di risonanza magnetica in tempo reale resi disponibili grazie a una collaborazione con la NASA. Queste tecniche di imaging erano originariamente progettate per studiare come il volo spaziale modifichi il movimento dei fluidi nel cervello.
Utilizzando questa tecnologia, il team ha monitorato il movimento dei fluidi cerebrospinali e interstiziali lungo la MMA in cinque individui sani nell’arco di sei ore. Quello che osservarono fu inaspettato. Il liquido si muoveva lentamente e costantemente, a differenza del sangue, che scorre velocemente e dinamicamente. Questo schema più lento suggeriva che il liquido facesse parte del sistema linfatico piuttosto che del sistema circolatorio.
“Abbiamo visto un flusso che non si comportava come il sangue che si muove attraverso un’arteria; era più lento, più simile al drenaggio, mostrando che questo vaso fa parte del sistema di pulizia del cervello”, ha detto Albayram, professore associato nel Dipartimento di Patologia e Medicina di Laboratorio al MUSC.
Ripensare il legame del cervello con il corpo
Il cervello e il midollo spinale sono protetti da membrane stratificate chiamate meningi. Per molti anni, gli scienziati hanno creduto che queste membrane separassero il cervello dai sistemi immunitario e linfatico del corpo. Questa visione è cambiata significativamente nell’ultimo decennio.
Albayram ha trascorso anni a studiare i vasi linfatici all’interno delle meningi. Il suo lavoro suggerisce che questi vasi fungono da canali che trasportano i rifiuti lontano dal cervello e nella più ampia rete linfatica del corpo, da dove possono essere rimossi.
Capire come i fluidi si muovono tra il cervello e il resto del corpo è fondamentale. Potrebbe aiutare i ricercatori a sviluppare modi migliori per prevenire e trattare condizioni neurologiche e psichiatriche.
L’imaging conferma una vera via linfatica
Albayram ha precedentemente aiutato a visualizzare questi vasi linfatici meningei negli esseri umani, come riportato in uno studio del 2022 di Nature Communications studio. In questo nuovo lavoro, il team ha catturato il movimento dei fluidi in tempo reale nelle strutture linfatiche del cervello.
Per verificare i loro risultati, i ricercatori hanno anche esaminato il tessuto cerebrale umano utilizzando immagini ad ultra alta risoluzione. In collaborazione con scienziati della Cornell University, hanno utilizzato un metodo che permette di osservare contemporaneamente più tipi cellulari.
Questa analisi dettagliata ha mostrato che la regione circostante la MMA contiene cellule tipicamente presenti nei vasi linfatici. Si tratta degli stessi tipi di strutture responsabili della rimozione dei rifiuti in tutto il corpo.
Insieme, i dati di imaging e tessuti hanno confermato che il fluido lento osservato nella risonanza magnetica viaggiava attraverso vasi linfatici, non vasi sanguigni, collegando direttamente le scansioni alle prove biologiche.
Perché studiare cervelli sani è importante
Una caratteristica chiave di questa ricerca è il suo focus sullo studio delle persone sane, piuttosto che partire da modelli animali. Questo approccio permette agli scienziati di stabilire una base chiara di come il sistema funzioni in condizioni normali.
Quella base è essenziale per identificare quali cambiamenti nella malattia. Ad esempio, le interruzioni in questo sistema di drenaggio possono avere un ruolo dopo lesioni cerebrali traumatiche o in malattie neurodegenerative.
Implicazioni per l’Alzheimer e i disturbi cerebrali
La scoperta potrebbe avere implicazioni di vasta portata. Potrebbe aiutare gli scienziati a comprendere meglio l’invecchiamento, l’infiammazione cerebrale, le lesioni, la malattia di Alzheimer e le condizioni psichiatriche.
Albayram sta già sviluppando queste scoperte studiando come questo sistema di drenaggio si comporta nelle persone con malattie neurodegenerative. L’obiettivo a lungo termine è migliorare la diagnosi precoce, sviluppare strategie preventive e creare trattamenti più efficaci.
“Una delle principali sfide nella ricerca sul cervello è che non comprendiamo ancora appieno come funziona e invecchia un cervello sano,” ha detto Albayram. “Una volta compreso cosa significa ‘normale’, possiamo riconoscere i primi segnali di malattia e progettare trattamenti migliori.”
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