Scoperta una membrana nel cervello precedentemente sconosciuta

Gli scienziati hanno recentemente identificato una nuova struttura anatomica nel cervello chiamata SLYM, un’abbreviazione di Subaracnoidal LYmphatic-like Membrane, che funge da barriera e piattaforma da cui le cellule immunitarie possono monitorare il cervello.

Il cervello umano, con le sue complessità che vanno dalle reti neurali alle funzioni e strutture biologiche fondamentali, rimane sfuggente nel rivelare i suoi segreti. Tuttavia, i recenti progressi nella neuroimaging e nella biologia molecolare hanno fornito agli scienziati la possibilità di studiare il cervello vivente con dettagli senza precedenti, rivelando molti misteri precedentemente sconosciuti.

Una recente scoperta, riportata sulla rivista Science, descrive una componente dell’anatomia cerebrale precedentemente sconosciuta. Questo nuovo componente funge sia da barriera protettiva che da base da cui le cellule immunitarie possono tenere d’occhio eventuali segni di infezione o infiammazione all’interno del cervello.

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, MD, 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) dentro e intorno al cervello, ci fornisce un apprezzamento 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”, ha dichiarato Nedergaard.

Lo studio si concentra sulle membrane che racchiudono il cervello, che creano una barriera dal resto del corpo e lo mantengono immerso nel liquido cerebrospinale. La comprensione tradizionale di ciò che viene chiamato collettivamente lo strato meningeo, una barriera composta da singoli strati noti come dura, aracnoide e materia pia.

Il nuovo strato scoperto dal gruppo di ricerca con sede negli Stati Uniti e in Danimarca divide ulteriormente lo spazio al di sotto dello strato aracnoideo, lo spazio subaracnoideo, in due compartimenti, separati dallo strato appena descritto, che i ricercatori hanno chiamato SLYM. Mentre gran parte della ricerca nel documento descrive la funzione di SLYM nei topi, viene riportata anche la sua effettiva presenza nel cervello umano adulto.

Il SLYM è un tipo di membrana chiamata mesotelio, che è noto per allineare altri organi del corpo, compresi i polmoni e il cuore. I mesoteli in genere circondano e proteggono gli organi e ospitano cellule immunitarie. L’idea che una membrana simile potesse esistere nel sistema nervoso centrale è stata una domanda posta per la prima volta da Møllgård, il primo autore dello studio. La sua ricerca si concentra sulla neurobiologia dello sviluppo e sui sistemi di barriere che proteggono il cervello.

La nuova membrana è molto sottile e delicata e consiste di una o poche cellule di spessore. Eppure lo SLYM è una barriera stretta e consente il transito solo a molecole molto piccole che separano il liquido cerebrospinale “pulito” e “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 eliminano 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, che è stato oggetto di una recente sovvenzione di 13 milioni di dollari da parte del National Institutes of Health’s BRAIN Initiative al Center for Translational Neuromedicine dell’Università di Rochester.

Il SLYM è 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, lo SLYM sembra ospitare la propria popolazione di cellule immunitarie del sistema nervoso centrale che utilizzano lo SLYM per la sorveglianza sulla superficie del cervello, consentendo loro di scansionare il passaggio del liquido cerebrospinale alla ricerca di segni di infezione.

La scoperta del SLYM apre la porta a ulteriori studi sul suo ruolo nelle malattie cerebrali. Ad esempio, i ricercatori hanno notato che concentrazioni più grandi e diverse di cellule immunitarie si riuniscono sulla membrana durante l’infiammazione e l’invecchiamento. Quando la membrana si rompe durante una lesione cerebrale traumatica, la conseguente interruzione del flusso di CSF compromette il sistema glinfatico e permette alle cellule immunitarie non del sistema nervoso centrale di entrare nel cervello.

Queste e simili osservazioni suggeriscono che malattie come la sclerosi multipla, le infezioni del sistema nervoso centrale e l’Alzheimer potrebbero essere scatenate o peggiorate da anomalie nella funzione SLYM.

Gli scienziati suggeriscono inoltre che la consegna di farmaci e terapie geniche al cervello potrebbe essere influenzata dalla funzione SLYM, che dovrà essere considerata man mano che si stanno sviluppando nuove generazioni di terapie biologiche.

Fonte: Science