Aivojen viemäri löytyi: Jätteet pois – apu Alzheimerin tautiin?

Aivojen jätteenpoiston heikentyminen voi vauhdittaa monia aivosairauksia.
Tiede 12.12.2017 12:35

MRI- eli magneettikuva aivoista. Kuvituskuva. © Shutterstock

Ihmisen kehon läpi kulkee biologinen viemäriverkosto. Kyseessä on lymfaattinen järjestelmä, joka käsittää imusuoniston. Sen keskeinen tehtävä on tyhjentää kehosta jätteitä ja nesteitä.

Lymfaattinen järjestelmä on tärkeässä asemassa myös immuunipuolustuksessa, sillä imusuonisto tarjoaa helpon kulkureitin immuunisoluille, jotta ne voivat ylläpitää järjestystä syvälle kudostemme sisällä.

Hyvin pitkään oletuksena oli, että imusuonisto ei ulotu aivoihin asti. Tämä vankisti käsityksiä siitä, että aivot olisivat täysin erityinen tapaus anatomisessa mielessä  ikään kuin hauras taideteos lasivitriinin takana.

Luulot romuttuivat vuonna 2015, kun noin kahden viikon sisään sekä amerikkalainen että suomalainen tutkimusryhmä kuvasi hiirillä aivokalvojen imusuoniston. Suomalaisten – akatemiaprofessori Kari Alitalon johtama ryhmän – havainnot julkaisi The Journal of Experimental Medicine.

Hieman myöhemmin kaksi maailman arvostetuinta tiedelehteä Nature Medicine ja Science nostivat aivojen imusuonten löytämisen yhdeksi vuoden 2015 merkittävimmistä tieteellisistä havainnoista.

Lokakuussa 2017 julkaistu tutkimus osoitti, että sama järjestelmä on odotusten mukaisesti löydettävissä myös kädellisillä, siis apinoilla ja ihmisillä.

Uudet havainnot teki tutkimusryhmä, jota johti Yhdysvaltain terveysviraston (NIH) neurologi Daniel Reich.

 

Tutkimusten pohjana oli kaksi keskeistä havaintoa.

Ensimmäinen näistä oli se, että moniin aivosairauksiin liittyy aivojen tulehdustila, johon näyttää osallistuvan myös aivojen ulkopuolinen immuunijärjestelmä.

Toinen tärkeä pohjatieto oli se, että keskushermoston solut tuottavat jätettä muiden solujen tapaan.

Tutkijoita oli pitkään askarruttanut, miksi aivoilla ei olisi imujärjestelmää, joka voisi hoitaa molempia osa-alueita.

Ihmisen aivojen imusuonisto paljastui, kun NIH:n tutkijat ruiskuttivat viiden terveen koehenkilön aivoihin gadobutrolia, joka tuottaa magneettista värähtelyä. Tämän jälkeen koehenkilöiden aivoja tarkasteltiin magneettikuvauksella (MRI).

Varmistaakseen tulokset tutkijat käyttivät väriainetta, joka koostuu sen verran suurista molekyyleistä, että ne eivät mahdu kulkemaan verisuonissa.

Tutkijat mallinsivat löydöksiään 3D-kuvilla.

Video: 3D-kuvia aivoista. Lähde: NIHNINDS/YouTube.

 

Viime vuosien löydökset nostavat esiin myös italialaisen anatomisti Paolo Mascagnin. Hän nimittäin teki jo 1700-luvulla kuolleilla ihmisruumiilla havaintoja, joiden perusteella hänen kerrotaan päätelleen, että ihmisaivoissa kulkee imusuonia.

Jos näin todella oli, Mascagnin (1755–1815) on täytynyt olla poikkeuksellisen etevä ja tarkkanäköinen, sillä kukaan muu ei ole tähän kyennyt ennen nykytekniikkaa.

 

Havainnot aivojen imusuonistosta ovat avanneet kokonaan uusia näköaloja aivojen toimintaan ja monien neurologisten sairauksien syntymekanismeihin.

Aivojen jätteenpoiston heikentyminen voi vauhdittaa monia aivosairauksia, kuten Alzheimerin tautia, jossa aivoihin kertyy haitallisia määriä beeta-amyloidiproteiinia.

”Perinnöllisesti alttiilla geenivirhe aiheuttaa beeta-amyloidin liikatuotantoa, mutta muilla tauti voi johtua siitä, ettei beeta-amyloidi poistu tehokkaasti aivoista”, sanoo molekulaarisen neurotieteen professori Heikki Tanila Itä-Suomen yliopistosta. ”Se saattaa selittyä imusuonten riittämättömällä toiminnalla.”

Jos aivosairauksien taustalta löytyy imusuoniston toimintahäiriöitä, niitä voitaisiin mahdollisesti korjata aivojen imusuonten kasvua lisäävällä geeniterapialla.

Esimerkiksi veri- ja imusuonia kasvattavalla yhdistelmägeeniterapialla on hoidettu menestyksekkäästi alaraajan verenkiertovajausta ja samalla ehkäisty hoitoon liittyvää turvotusta.

 

Itä-Suomen yliopistossa kolme tutkimusryhmää selvittää parhaillaan yhdessä Helsingin yliopiston akatemiaprofessori Kari Alitalon tutkimusryhmän kanssa, mikä merkitys aivokalvojen imusuonten puuttumisella on Alzheimerin taudissa, aivoinfarktissa ja mekaanisessa aivovammassa, joissa alkuvaiheessa aivokudoksen turvotuksella on keskeinen osuus.

”Näissä kokeissa käytetään mallina siirtogeenistä hiirtä, jolle aivokalvojen imusuonet jäävät kehittymättä”, Tanila kertoo.

”Koesarjat ovat vielä kesken, joten tuloksista ei voi sanoa tässä vaiheessa mitään lopullista. Työt saadaan valmiiksi keväällä 2018.”

Tilaa SK:n uutiskirje

Ajankohtaisimmat ja puhuttelevimmat digisisällöt vastajauhettuna suoraan sähköpostiisi.