Biologer vid Harvard har upptäckt ovanliga kanaler som förbinder benmärgen i tjockleken på skallen till hjärnvävnaden, vilket kan förklara hur immunceller kommer in i hjärnan under inflammation. Deras resultat presenterades i tidskriften Nature Neuroscience.
”Vi planerar att studera hur dessa kanaler påverkar utvecklingen av Alzheimers sjukdom, stroke, högt blodtryck och andra sjukdomar i samband med inflammatoriska processer. Dessutom kan de användas för att direkt leverera droger till hjärnan,”konstaterar Mathias Nahrendorf från Harvard University (USA).
Impregnable fästning
Vår hjärna isoleras från resten av kroppen av den så kallade blod-hjärnbarriären (BBB) - ett tätt lager av speciella astrocytceller som omger alla blodkärl i hjärnan och släpper inget inuti den utom syre och näringsämnen.
Som forskarna förklarar är denna barriär inte en monolitisk vägg, utan en uppsättning märkliga "tegel" -celler, mellan vilka det finns små kanaler, de så kallade snäva kontakterna. Nyligen har biologer upptäckt att dessa kontakter kan expandera under vissa förhållanden och hjälpa hjärnan att rensa sig från skräp.
Narendorf och hans kollegor upptäckte av misstag en annan möjlig "bakdörr" för infektioner eller immunceller att komma in i människans hjärna och studerade hur mössens immunsystem reagerade på olika slag av stroke orsakad av kirurgi eller kemi.
Hans team, som biologen konstaterar, var intresserad av var de små kropparna kommer ifrån, de första som svarade på kärlskador och hjärnblödning. För att svara på denna fråga injicerades de i olika delar av benmärgen, där neutrofiler bildas, immunceller med "snabb respons", en speciell färg som fick dem att lysa i olika färger och följde deras migrationer.
Kampanjvideo:
Till Narendorfs överraskning var det inte immunkroppar som bildades i skenbenet, den huvudsakliga "fabriken" för sådana celler, utan deras "kusiner" som uppstod inuti skallen i benen som först trängde igenom de skadade kärlen i hjärnan hos möss.
"Tjänsteingång" i hjärnan
Något liknande detta ansågs tidigare vara omöjligt, eftersom biologer trodde att celler som uppstår i skallen inte har något sätt att sippra genom BBB och komma in i hjärnan. Försöker förstå hur detta hände, författarna till artikeln studerade i detalj strukturen på gränsen mellan skallen och dess inre.
”Vi tittade på skallen från alla möjliga vinklar och försökte förstå hur neutrofiler kan ha kommit in i hjärnan. Överraskande nog hittade vi många mikroskopiska kanaler som direkt förbinder benmärgen med hjärnan, fortsätter Narendorf.
Ytterligare observationer av dessa kanaler visade att celler bara rör sig genom dem när en infektion uppträder i hjärnan eller dess kärl skadas under stroke. I andra fall kommer neutrofiler inte in i hjärnan utan i kärlen som matar skallen och sprider sig i resten av kroppen.
Liknande strukturer, som är ungefär fem gånger större, finns också i människans skalle. De kan, som forskare föreslår, passera inte bara neutrofiler utan också andra typer av celler som ännu inte har upptäckts och studerats.
Att observera dem, hoppas Harvard-biologer, hjälper oss att förstå hur olika inflammationer i hjärnan uppstår och hur de kan förknippas med neurodegenerativa och autoimmuna sjukdomar.
