Учёные впервые составили точную карту того, как мозг выводит белковые отходы, и обнаружили, что прежние представления об этом процессе были неверны. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell.
Работу провела лаборатория Эндрю Янга из Института Гладстона в Сан-Франциско. Раньше исследователи вводили краситель в спинномозговую жидкость и следили за её движением. Янг указал на принципиальный изъян метода: «Введённые трассеры нарушают саму систему, которую мы пытаемся измерить». Его команда пошла другим путём — модифицировала нейроны мышей так, чтобы те вырабатывали ярко-зелёный белок ZsGreen, и отслеживала уже сам «мусор», а не жидкость-носитель.
Результаты опровергли устоявшуюся концепцию. Считалось, что основной путь вывода отходов из мозга — лимфатические узлы на шее, и эта идея держалась со знакового исследования десятилетней давности. Светящийся белок до шейных узлов почти не добирался: большая часть отходов уходила через плотную оболочку мозга, череп и носовые проходы.
Команда также установила закономерность, которую назвала «моделью ближайшего выхода»: белки из верхних отделов мозга покидали его через верхние пути, из глубоких областей — через пути у основания. Соавтор исследования Налини Рао предположила, что если эти маршруты разрушаются из-за болезни, дренаж в отдельных зонах выходит из строя быстрее — это могло бы объяснить, почему болезнь Альцгеймера поражает одни области мозга сильнее других.
Скорость вывода отходов различалась в зависимости от пути: через оболочку мозга и носовые проходы белок уходил быстро, через череп — медленно. При этом на границах мозга исследователи обнаружили иммунные клетки, которые удерживали и анализировали проходящие белки. По мнению Рао, медленный отток вблизи черепа может давать иммунной системе время изучить белки мозга и распознать их как «своих»: «Нейроны постоянно вырабатывают белки, и по мере того, как эти белки покидают мозг, некоторые из них могут помогать обучать нашу иммунную систему».
На мышах проверили, как болезнь меняет эту систему. При сильном воспалении белок сбивался с пути и попадал прямо в кровоток. В модели болезни Альцгеймера картина была обратной: белок накапливался внутри мозга и не выводился — причём такие нарушения фиксировались уже на ранних стадиях заболевания. Исследователи считают, что воздействие на пограничные ткани мозга могло бы помочь восстановить заблокированные дренажные пути и замедлить накопление токсичных белков. Следующий шаг группы Янга — выяснить, как эти пути изменяются с возрастом и влияет ли сон на очищение мозга.
