Biologer ved Harvard har opdaget usædvanlige kanaler, der forbinder knoglemarven i kraniets tykkelse med hjernevævet, hvilket kan forklare, hvordan immunceller kommer ind i hjernen under betændelse. Deres fund blev præsenteret i tidsskriftet Nature Neuroscience.
”Vi planlægger at undersøge, hvordan disse kanaler påvirker udviklingen af Alzheimers sygdom, slagtilfælde, hypertension og andre lidelser forbundet med inflammatoriske processer. Derudover kan de bruges til direkte at aflevere stoffer til hjernen,”bemærker Mathias Nahrendorf fra Harvard University (USA).
En uindtagelig fæstning
Vores hjerne er isoleret fra resten af kroppen af den såkaldte blod-hjerne-barriere (BBB) - et tæt lag af specielle astrocytceller, der omgiver alle hjernens blodkar og ikke lader noget inde i det undtagen ilt og næringsstoffer.
Som forskerne forklarer, er denne barriere ikke en monolitisk mur, men et sæt ejendommelige "murstenceller", mellem hvilke der er små kanaler, de såkaldte stramme kontakter. For nylig har biologer opdaget, at disse kontakter kan udvides under visse betingelser og hjælpe hjernen med at rydde sig selv fra snavs.
Narendorf og hans kolleger opdagede ved et uheld en anden mulig "bagdør" for infektioner eller immunceller til at komme ind i den menneskelige hjerne og studerede hvordan immunforsvaret hos mus reagerede på forskellige former for slagtilfælde forårsaget af kirurgi eller kemi.
Hans hold, som biologen bemærker, var interesseret i, hvor de små kroppe kommer fra, den første til at reagere på vaskulær skade og hjerneblødning. For at besvare dette spørgsmål injicerede de i forskellige dele af knoglemarven, hvor neutrofiler dannes, immunceller med "hurtig respons", en speciel maling, der fik dem til at gløde i forskellige farver og fulgte deres vandringer.
Salgsfremmende video:
Meget til Narendorfs overraskelse var det ikke immunlegemer, der dannedes i skinnebenet, den vigtigste "fabrik" af sådanne celler, men deres "fætre", der opstod inde i knoglerne i kraniet, der først trængte ind i de beskadigede kar i hjernen hos mus.
"Serviceindgang" i hjernen
Noget som dette blev tidligere anset for umuligt, da biologer mente, at celler, der opstår inde i kraniet, ikke har nogen måde at sive igennem BBB og komme ind i hjernen. Forsøger at forstå, hvordan dette skete, studerede forfatterne til artiklen detaljeret strukturen af grænsen mellem kraniet og dets inderside.
”Vi så på kraniets knogler fra alle mulige vinkler og forsøgte at forstå, hvordan neutrofiler kunne komme ind i hjernen. Overraskende nok fandt vi mange mikroskopiske kanaler, der direkte forbinder knoglemarven med hjernen,”fortsætter Narendorf.
Yderligere observation af disse kanaler viste, at celler kun bevæger sig gennem dem, når en infektion vises i hjernen eller dens kar er beskadiget under slagtilfælde. I andre tilfælde trænger neutrofiler ikke ind i hjernen, men i karene, der fodrer knoglerne i kraniet og spredes gennem resten af kroppen.
Lignende strukturer, der er cirka fem gange større, er også til stede i den menneskelige kranium. De, som forskere antyder, kan passere ikke kun neutrofiler, men også andre typer celler, der endnu ikke er opdaget og undersøgt.
Harvard-biologer håber at observere dem vil hjælpe os med at forstå, hvordan forskellige betændelser opstår i hjernen, og hvordan de kan være forbundet med neurodegenerative og autoimmune sygdomme.