Biologer ved Harvard har oppdaget uvanlige kanaler som forbinder beinmargen i tykkelsen på skallen til hjernevevet, noe som kan forklare hvordan immunceller kommer inn i hjernen under betennelse. Resultatene ble presentert i tidsskriftet Nature Neuroscience.
“Vi planlegger å studere hvordan disse kanalene påvirker utviklingen av Alzheimers sykdom, hjerneslag, høyt blodtrykk og andre plager forbundet med inflammatoriske prosesser. I tillegg kan de brukes til å levere medisiner direkte til hjernen,”bemerker Mathias Nahrendorf fra Harvard University (USA).
En ugjennomtrengelig festning
Hjernen vår er isolert fra resten av kroppen av den såkalte blod-hjerne-barrieren (BBB) - et tett lag av spesielle astrocyttceller som omgir alle blodårene i hjernen og ikke lar noe være i den bortsett fra oksygen og næringsstoffer.
Som forskerne forklarer, er denne barrieren ikke en monolitisk vegg, men et sett med særegne "murstein" -celler, mellom hvilke det er små kanaler, de såkalte tette kontaktene. Nylig har biologer oppdaget at disse kontaktene kan utvides under visse forhold og hjelpe hjernen til å rydde seg for rusk.
Narendorf og hans kolleger oppdaget ved et uhell en annen mulig "bakdør" for infeksjoner eller immunceller å komme inn i den menneskelige hjerne, og studerte hvordan immunforsvaret til mus reagerte på forskjellige former for slag forårsaket av kirurgi eller kjemi.
Teamet hans, som biologen bemerker, var interessert i hvor de små kroppene kommer fra, den første som reagerte på vaskulær skade og hjerneblødning. For å svare på dette spørsmålet injiserte de i forskjellige deler av benmargen, hvor det dannes nøytrofile celler, immunceller med "rask respons", en spesiell maling som fikk dem til å gløde i forskjellige farger, og fulgte deres migrasjoner.
Kampanjevideo:
Mye til Narendorfs overraskelse var det ikke immunlegemer som dannet seg i tibia, den viktigste "fabrikken" til slike celler, men deres "fettere" som oppsto inne i beinet i hodeskallen som først trengte inn i de ødelagte karene i hjernen til mus.
"Serviceinngang" til hjernen
Noe som dette ble tidligere ansett som umulig, siden biologer mente at celler som oppstår inne i skallen ikke har noen måte å sive gjennom BBB og komme inn i hjernen. Forsøk på å forstå hvordan dette skjedde, studerte forfatterne av artikkelen i detalj strukturen til grensen mellom hodeskallen og dens indre.
“Vi så på hodeskallen fra alle mulige vinkler og prøvde å forstå hvordan nøytrofiler kan ha kommet inn i hjernen. Overraskende nok fant vi mange mikroskopiske kanaler som direkte forbinder beinmargen med hjernen, fortsetter Narendorf.
Ytterligere observasjoner av disse kanalene viste at celler bare beveger seg gjennom dem når en infeksjon dukker opp i hjernen eller dens kar blir skadet under hjerneslag. I andre tilfeller kommer nøytrofiler ikke inn i hjernen, men inn i karene som mater beinet i hodeskallen, og spres over resten av kroppen.
Lignende strukturer, som er omtrent fem ganger større, er også tilstede i menneskeskallen. De, som forskere antyder, kan passere ikke bare nøytrofiler, men også andre typer celler som ennå ikke har blitt oppdaget og studert.
Å observere dem, håper biologene fra Harvard, vil hjelpe oss med å forstå hvordan ulike betennelser oppstår i hjernen og hvordan de kan være forbundet med nevrodegenerative og autoimmune sykdommer.
