Mappati i canali di smaltimento dei rifiuti cerebrali, confermati i flussi glinfatici / Brain’s Waste Clearance Channels Mapped, Glymphatic Flows Confirmed

 Mappati i canali di smaltimento dei rifiuti cerebrali, confermati i flussi glinfatici / Brain’s Waste Clearance Channels Mapped, Glymphatic Flows Confirmed

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Gli scienziati si sono interrogati a lungo sulla rete di percorsi nel cervello che si ritiene elimini i rifiuti metabolici. I rifiuti includono proteine ​​come l'amiloide e la tau, che hanno dimostrato di formare grumi e grovigli nelle immagini cerebrali di pazienti con malattia di Alzheimer. Più di un decennio fa, gli scienziati dell'Università di Rochester hanno proposto per primi l'esistenza di una rete di percorsi di eliminazione dei rifiuti nel cervello simile al sistema linfatico del corpo, parte del sistema immunitario. Quei ricercatori lo hanno confermato con l'imaging in tempo reale dei cervelli di topi viventi. A causa della sua dipendenza dalle cellule gliali nel cervello, hanno coniato il termine "sistema glinfatico" per descriverlo. Ora, un nuovo studio dell'Oregon Health & Science University (OHSU) rivela questa rete nelle persone.

I risultati sono pubblicati nei Proceedings of the National Academy of Sciences  in un articolo intitolato " The perivascular space is a conduit for cerebrospinal fluid flow in humans: a proof-of-principle report ". Lo studio che coinvolge cinque pazienti sottoposti ad  intervento chirurgico al cervello presso l'OHSU, fornisce immagini di questa rete di spazi perivascolari, strutture piene di liquido lungo arterie e vene, all'interno del cervello.

Nessuno lo aveva mai dimostrato prima", ha affermato l'autore senior Juan Piantino, MD, professore associato di pediatria (neurologia) presso la facoltà di medicina dell'OHSU e membro della facoltà della sezione di neuroscienze del Papé Family Pediatric Research Institute presso l'OHSU. "Anch'io sono sempre stato scettico al riguardo, e ci sono ancora molti scettici là fuori che non ci credono. Ecco cosa rende questa scoperta così straordinaria".

Lo studio ha combinato l'iniezione di un agente di contrasto inerte con uno speciale tipo di risonanza magnetica per immagini per discernere il liquido cerebrospinale che scorre lungo percorsi distinti nel cervello 12, 24 e 48 ore dopo l'intervento chirurgico. Nel rivelare definitivamente la presenza di un efficiente sistema di smaltimento dei rifiuti all'interno del cervello umano, il nuovo studio supporta la promozione di misure di stile di vita e farmaci già in fase di sviluppo per mantenerlo e migliorarlo.

"Questo dimostra che il liquido cerebrospinale non entra nel cervello in modo casuale, come se si mettesse una spugna in un secchio d'acqua", ha detto Piantino. "Passa attraverso questi canali".

Tuttavia, gli scienziati non avevano ancora confermato l'esistenza del sistema glinfatico mediante imaging sugli esseri umani.

Il nuovo studio ha esaminato cinque pazienti OHSU sottoposti a neurochirurgia per rimuovere tumori al cervello tra il 2020 e il 2023. In ogni caso, i pazienti hanno acconsentito all'iniezione di un agente di contrasto inerte a base di gadolinio attraverso un drenaggio lombare utilizzato come parte della normale procedura chirurgica per la rimozione del tumore. Il tracciante verrebbe trasportato con il liquido cerebrospinale nel cervello.

Successivamente, ogni paziente è stato sottoposto a risonanza magnetica in momenti diversi per monitorare la diffusione del liquido cerebrospinale.

Le immagini hanno rivelato il fluido che si muove lungo i percorsi, attraverso spazi perivascolari in canali chiaramente definiti. I ricercatori hanno documentato la scoperta con un tipo specifico di MRI noto come fluid attenuated inversion recovery, o FLAIR. Ha anche rivelato il tracciante di gadolinio nel cervello, mentre le sequenze MRI standard non lo hanno fatto.

"Quella è stata la chiave", ha detto Piantino.

"Si possono effettivamente vedere gli spazi perivascolari scuri nel cervello diventare luminosi", ha affermato la co-autrice principale Erin Yamamoto, MD, specializzanda in chirurgia neurologica presso la OHSU School of Medicine. "Era abbastanza simile all'imaging che il gruppo di Rochester ha mostrato nei topi".

Gli scienziati ritengono che questa rete di percorsi elimini efficacemente dal cervello i rifiuti metabolici generati dal lavoro che richiede molta energia.

Le ricerche emergenti suggeriscono farmaci che potrebbero essere utili, ma gran parte dell'attenzione sul sistema glinfatico si è concentrata su misure basate sullo stile di vita per migliorare la qualità del sonno, come mantenere un programma di sonno regolare, stabilire una routine rilassante ed evitare schermi in camera da letto prima di andare a letto. Soprattutto di notte durante il sonno profondo, i ricercatori ritengono che un sistema glinfatico ben funzionante trasporti in modo efficiente le proteine ​​di scarto verso le vene che escono dal cervello.

"La gente pensava che questi spazi perivascolari fossero importanti, ma non era mai stato dimostrato", ha detto Piantino. "Ora lo è"

ENGLISH

Scientists have long wondered about the network of pathways in the brain that is believed to clear metabolic wastes. Wastes include proteins such as amyloid and tau, which have been shown to form clumps and tangles in brain images of patients with Alzheimer’s disease. More than a decade ago, scientists at the University of Rochester first proposed the existence of a network of waste-clearance pathways in the brain akin to the body’s lymphatic system, part of the immune system. Those researchers confirmed it with real-time imaging of the brains of living mice. Due to its dependence on glial cells in the brain, they coined the term “glymphatic system” to describe it. Now, a new study by the Oregon Health & Science University (OHSU) reveals this network in people.

The findings are published in the Proceedings of the National Academy of Sciences in an article titled, “The perivascular space is a conduit for cerebrospinal fluid flow in humans: a proof-of-principle report.” The study involving five patients undergoing brain surgery at OHSU, provides imaging of this network of perivascular spaces—fluid-filled structures along arteries and veins—within the brain.

“Nobody has shown it before now,” said senior author Juan Piantino, MD, associate professor of pediatrics (neurology) in the OHSU School of Medicine and a faculty member of the Neuroscience Section of the Papé Family Pediatric Research Institute at OHSU. “I was always skeptical about it myself, and there are still a lot of skeptics out there who still don’t believe it. That’s what makes this finding so remarkable.”

The study combined the injection of an inert contrasting agent with a special type of magnetic resonance imaging to discern cerebrospinal fluid flowing along distinct pathways in the brain 12, 24, and 48 hours following surgery. In definitively revealing the presence of an efficient waste-clearance system within the human brain, the new study supports the promotion of lifestyle measures and medications already being developed to maintain and enhance it.

“This shows that cerebrospinal fluid doesn’t just get into the brain randomly, as if you put a sponge in a bucket of water,” Piantino said. “It goes through these channels.”

However, scientists had yet to confirm the existence of the glymphatic system through imaging in people.

The new study examined five OHSU patients who underwent neurosurgery to remove tumors in their brains between 2020 and 2023. In each case, the patients consented to having a gadolinium-based inert contrasting agent injected through a lumbar drain used as part of the normal surgical procedure for tumor removal. The tracer would be carried with cerebrospinal fluid into the brain.

Afterward, each patient underwent magnetic resonance imaging at different time points to trace the spread of cerebrospinal fluid.

The images revealed fluid moving along pathways—through perivascular spaces in clearly defined channels. Researchers documented the finding with a specific kind of MRI known as fluid attenuated inversion recovery, or FLAIR. It also revealed the gadolinium tracer in the brain, whereas the standard MRI sequences did not.

“That was the key,” Piantino said.

“You can actually see dark perivascular spaces in the brain turn bright,” said co-lead author Erin Yamamoto, MD, a resident in neurological surgery at the OHSU School of Medicine. “It was quite similar to the imaging the Rochester group showed in mice.”

Scientists believe this network of pathways effectively flushes the brain of metabolic wastes generated by its energy-intensive work.

Emerging research suggests medications that may be useful, but much of the focus around the glymphatic system has revolved around lifestyle-based measures to improve the quality of sleep, such as maintaining a regular sleep schedule, establishing a relaxing routine, and avoiding screens in the bedroom before bed. Especially at night during deep sleep, researchers believe a well-functioning glymphatic system efficiently carries waste proteins toward veins exiting the brain.

“People thought these perivascular spaces were important, but it had never been proven,” Piantino said. “Now it has.”

Da:

https://www.genengnews.com/topics/translational-medicine/brains-waste-clearance-channels-mapped-glymphatic-flows-confirmed/