Хелен Бенвенисте (Helene Benveniste), MD, PhD, профессор кафедр анестезиологии и радиологии Школы медицины Университета в Стоуни Брук. (Фото: Stony Brook University)
Разработанный американскими учеными способ визуализации глимфатического пути – динамического процесса, очищающего мозг от биохимических отходов, которые в противном случае могли бы накопиться и способствовать развитию болезни Альцгеймера, – может стать основой новой стратегии оценки предрасположенности к развитию этого заболевания.
С помощью контрастной магнитно-резонансной томографии и других инструментов группа исследователей под руководством ученых из Университета в Стоуни Брук (Stony Brook University) успешно визуализировала этот путь и идентифицировала ключевые анатомические пути выведения биохимических отходов. Статья об исследовании опубликована в он-лайн издании журнала The Journal of Clinical Investigation.
В своей работе руководитель исследования Хелен Бенвенисте (Helene Benveniste), MD, PhD, профессор кафедр анестезиологии и радиологии Школы медицины Университета в Стоуни Брук (Stony Brook University School of Medicine), и ее коллеги основывались на открытии двух ученых из Рочестерского университета (University of Rochester). Джеффри Илифф (Jeffrey Iliff), PhD, и Майкен Недергаард (Maiken Nedergaard), MD, PhD, открыли глимфатическую систему и определили пути, по которым спинномозговая жидкость (ликвор) проходит через мозг, выводя отходы подобно тому, как лимфатические сосуды выводят отходы из других частей тела. Однако существующие на сегодня методы визуализации не позволяли увидеть этот мощный поток, омывающий весь головной мозг.
Изображение глимфатического пути, выводящего из головного мозга вредные отходы, полученное с помощью контрастной МРТ. (Фото: Stony Brook University)
«Наши эксперименты представляют собой доказательство концепции, что функция глимфатического пути может быть точно оценена с помощью простого и клинически релевантного метода визуализации», - поясняет доктор Бенвенисте. «Этот метод дает трехмерное изображение глимфатического пути, отображающее перемещение отходов и растворенных веществ в режиме реального времени. Он поможет нам определить роль этого пути в выведении веществ, таких как бета-амилоид и тау-белок, накопление которых оказывает влияние на протекающие в мозге процессы».
Патология определенных неврологических заболеваний связана с накоплением этих белков и других крупных внеклеточных агрегатов. В частности, отложение в виде бета-амилоидных бляшек вовлечено в развитие болезни Альцгеймера, а также хронической травматической энцефалопатии, возникающей как результат повторных легких черепно-мозговых травм.
Для разработки средств визуализации исследователи использовали МРТ, контрастные вещества и молекулярные метки. Чтобы картировать весь глимфатический путь, с помощью этих инструментов они сделали видимыми основные области головного мозга, такие как мозжечок, орбитофронтальная кора, шишковидная железа, обонятельная луковица и носовая полость. Контрастные изображения показывают обмен цереброспинальной и интерстициальной жидкостей в всем объеме мозга, включая пути, параллельные основным артериям, которые также участвуют в процессе глимфатического выведения отходов.
Ученые полагают, что разработанный ими информативный метод визуализации имеет хорошие перспективы использования в качестве способа мониторинга человеческого мозга – картирования выведения отходов и оценки предрасположенности к развитию болезни Альцгеймера. Как отмечает доктор Бенвенисте, теоретически, если врачи смогут зафиксировать дефект в глимфатической системе – сбои в работе тех или иных каналов, – можно с большой долей вероятности прогнозировать ускорение образования бляшек. Такое накопление может быть ранним признаком заболевания, появляющимся задолго до каких-либо изменений в когнитивных функциях.
Пока не существует ни одного реального способа устранить неисправности в глимфатической системе, но профессор Бенвенисте и ее коллеги надеются их найти.