Dalla complessità delle reti neurali alle funzioni e strutture biologiche di base, il cervello umano rivela solo con riluttanza i suoi segreti.
I progressi nella neuroimaging e nella biologia molecolare hanno consentito solo di recente agli scienziati di studiare il cervello vivente a un livello di dettaglio non raggiungibile in precedenza, svelando molti dei suoi misteri.
Il nuovo studio proviene dai laboratori di Maiken Nedergaard, co-direttore del Center for Translational Neuromedicine dell’Università di Rochester e dell’Università di Copenhagen e di Kjeld Møllgård, professore di neuroanatomia all’Università di Copenhagen.
Nedergaard e i suoi colleghi hanno trasformato la nostra comprensione dei meccanismi fondamentali del cervello umano e hanno fatto scoperte significative nel campo delle neuroscienze, incluso il dettaglio delle molte funzioni critiche di cellule del cervello precedentemente trascurate chiamate glia e il processo unico del cervello di rimozione dei rifiuti, che il laboratorio ha chiamato il sistema glinfatico .
“La scoperta di una nuova struttura anatomica che segrega e aiuta a controllare il flusso del liquido cerebrospinale (CSF) all’interno e intorno al cervello ora ci fornisce un apprezzamento molto maggiore del ruolo sofisticato che il CSF svolge non solo nel trasporto e nella rimozione dei rifiuti dal cervello, ma anche nel sostenere le sue difese immunitarie”, afferma Nedergaard.
Lo studio si concentra sulla serie di membrane che racchiudono il cervello, creando una barriera dal resto del corpo e mantenendo il cervello immerso nel liquido cerebrospinale. La comprensione tradizionale di ciò che viene chiamato collettivamente lo strato meningeo identifica i tre strati individuali come dura, aracnoide e pia materia.
Il nuovo strato scoperto dal gruppo di ricerca con sede negli Stati Uniti e in Danimarca divide ulteriormente lo spazio tra gli strati aracnoideo e pia, lo spazio subaracnoideo, in due compartimenti, separati dallo strato appena descritto, che i ricercatori chiamano SLYM, un’abbreviazione di Subaracnoidal LYmphatic -simile a membrana.
Mentre gran parte della ricerca nel documento descrive la funzione di SLYM nei topi, riportano anche la sua presenza nel cervello umano adulto.
SLYM è un tipo di membrana che riveste altri organi del corpo, compresi i polmoni e il cuore, chiamata mesotelio. Queste membrane tipicamente circondano e proteggono gli organi e ospitano le cellule immunitarie. L’idea che una membrana simile possa esistere nel sistema nervoso centrale è stata una domanda posta per la prima volta da Møllgård, il primo autore dello studio, la cui ricerca si concentra sulla neurobiologia dello sviluppo e sui sistemi di barriere che proteggono il cervello.
La nuova membrana è molto sottile e delicata, costituita da poche cellule di spessore. Eppure SLYM è una barriera stretta, che consente il transito solo di molecole molto piccole e sembra anche separare il CSF “pulito” da quello “sporco”.
Quest’ultima osservazione suggerisce il probabile ruolo svolto da SLYM nel sistema glinfatico, che richiede un flusso controllato e uno scambio di CSF, consentendo l’afflusso di CSF fresco mentre si scaricano dal sistema nervoso centrale le proteine tossiche associate all’Alzheimer e ad altre malattie neurologiche.
Questa scoperta aiuterà i ricercatori a comprendere più precisamente i meccanismi del sistema glinfatico.
Il SLYM sembra anche importante per le difese del cervello. Il sistema nervoso centrale mantiene la propria popolazione nativa di cellule immunitarie e l’integrità della membrana impedisce alle cellule immunitarie esterne di entrare. Inoltre, la membrana sembra ospitare una propria popolazione di cellule immunitarie del sistema nervoso centrale che utilizzano SLYM come punto di osservazione vicino alla superficie del cervello da cui scansionare il passaggio del liquido cerebrospinale alla ricerca di segni di infezione o infiammazione.
La scoperta del SLYM apre la porta a ulteriori studi sul suo ruolo nelle malattie cerebrali. Ad esempio, i ricercatori notano che concentrazioni più grandi e diverse di cellule immunitarie si riuniscono sulla membrana durante l’infiammazione e l’invecchiamento. Inoltre, quando la membrana è stata rotta durante una lesione cerebrale traumatica, la conseguente interruzione del flusso di CSF ha compromesso il sistema glinfatico e ha permesso alle cellule immunitarie non del sistema nervoso centrale di entrare nel cervello.
Queste e simili osservazioni suggeriscono che malattie diverse come la sclerosi multipla, le infezioni del sistema nervoso centrale e l’Alzheimer potrebbero essere scatenate o peggiorate da anomalie nella funzione SLYM. Suggeriscono inoltre che la consegna di farmaci e terapie geniche al cervello potrebbe essere influenzata da SLYM, che dovrà essere considerata man mano che si stanno sviluppando nuove generazioni di terapie biologiche.
La ricerca appare sulla rivista Science . Altri coautori provengono dall’Università di Copenhagen.
Il sostegno allo studio è venuto dalla Lundbeck Foundation, dalla Novo Nordisk Foundation, dal National Institute of Neurological Disorders and Stroke, dall’US Army Research Office, dal Human Frontier Science Program, dalla Dr. Miriam and Sheldon G. Adelson Medical Research Foundation e dalla Fondazione Simons.
Fonte: Università di Rochester
