Вести с полей. Сон и лимфатическая система мозга: новые стратегии в терапии заболеваний мозга

Мы продолжаем знакомить вас с исследованиями, прозвучавшими на XXIV съезде Физиологического Общества имени И. П. Павлова. Ученые из Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского (Саратов) представили захватывающий доклад о мировых и собственных результатах изучения лимфатической (глимфатической) системы в оболочках головного и спинного мозга у человека и различных видов животных. Впервые в мире российской научной группой были разработаны неинвазивные фототехнологии стимуляции лимфатических процессов выведения токсинов из тканей головного мозга грызунов. В настоящее время авторы работы ведут разработку фототехнологии в виде гаджета, представляющая собой головное устройство в виде банданы для неинвазивной фотостимуляции лимфодренажных и лимфовыводящих процессов во время глубокого сна у человека.

Открытие лимфатической системы в оболочках мозга

Два века назад молодой ученый Паоло Масканьи получил грант от Французской академии наук на исследование лимфатической системы. В то время считалось, что лимфатической системы не существует даже на периферии, но Москанье оказался успешен в своих экспериментах и описал наличие лимфатической системы мозга у 7 трупов из 1000. Москанье заполнял лимфососуды в оболочках мозга ртутью, вводя ее в большую цистерну мозга. Целых два века Москанье оставался непризнанным научной общественностью и, вероятно, так и мог бы остаться единственным, кто наблюдал своими глазами лимфатические сосуды в оболочке мозге, однако в 2015 году американский ученый Джонатан Кипнис в публикации в Nature повторяет эксперимент Москанье и также описывает лимфатические сосуды в тканях мозга человека. Параллельно конкурирующая группа исследователей из Хельински показывает наличие лимфатической системы не только на грызунах, но и в экспериментах на обезьянах и людях в in vivo.

Фотонные технологии

Еще до появления этих открытий в области физиологии сна появилась технология мультифотонной микроскопии, и один из таких микроскопов сейчас находится в лаборатории Саратовского университета. Этот прибор был выполнен по индивидуальному заказу для работы с объектами in vivoв режиме реального времени.

Эксперименты, полученные в лаборатории, ясно показывают, что во время сна церебральные лимфососуды активно заполняются, но движение практически полностью прекращается в режиме бодрствования. Движение спинномозговой жидкости во время глубокого сна (дельта-сна, когда мы не видим сновидения) происходит очень активно. Как известно, даже одна ночь без сна приводит к накоплению заметного количества бета-амилоида, и только когда мы глубоко засыпаем, а именно проваливаемся в дефицитный дельта-сон, мозг получает возможность выводить токсичные скопления белков из тканей головного мозга.

Фотонные неинвазивные технологии связаны с воздействием света в инфракрасном терапевтическом диапазоне. Свет проходит через череп и скальп и воздействует на метаболические процессы мозга, усиливая, например, синтез молекулы АТФ и усиливая микроциркуляцию за счет повышения продукции оксида азота. Это два известных рабочих механизма, которые успешно применяются для лечения многих патологий мозга, начиная от депрессии, заканчивая болезнью Альцгеймера, болезнью Паркинсона и так далее. Созданы специальные гаджеты, развиваются медицинские технологии, в том числе в России.

Таким образом на мировом рынке сейчас присутствуют только приборы для фотолечения, а также существуют отдельно приборы для мониторинга сна (умные часы, умные браслеты, матрасы и проч). Совместных технологий фотолечения во время мониторинга сна не было изобретено до настоящего времени.

Ночная активация дренажных процессов в мозге

Некоторые эксперименты с фотолечением мозга с моделью болезни Альцгеймера в ночное время во время глубокого сна показали достоверные положительные результаты (особо подчеркнем – речь о модели, а не о реальных пациентах, в случае с БА это очень важно!). Еще одна работа связана с лимфатическим транспортом и преодолением гематоэнцефалического барьера.

Также ученые показали на людях, что лимфососуды являются тоннелями для вывода крови. Если в мозге случается травма, например, кровоизлияние в мозжечке, кровь быстро выводится через лимфососуды. За счет фотостимуляции возможно эффективно эвакуировать кровь из мозга и за счет такой эвакуации повышаются резистентные и восстановительные свойства. Публикация об эффективности фотостимуляции при этих процессах уже одобрена и скоро будет опубликована.

Дальнейшие шаги и цели

Сейчас ученые сосредоточены на клинических апробациях технологий, в частности технологии фотостимуляции лимфатического выведения бета-амилоида из тканей мозга мышей во время сна. Были изобретены светодиоды в области инфракрасного излучения, создана гибкая платформа, которая может укладываться на область расположения лимфососудов и упаковываться в любой дизайн. Глубокий сон детектируется с помощью мини-браслета, который по bluetooth связан с головным устройством. Технология не имеет аналогов в мире и предназначена для фото-модуляции иммунной системы головного мозга с целью лечения болезни Альцгеймера во сне у человека и грызунов в качестве пилотной модели. Работа будет проведена в этому году на пациентах с болезнью Альцгеймера в Сеченовском университете. В последующем технология может быть применена для терапии болезни Паркинсона, травм головного и спинного мозга, а также внутричерепных геморрагий.

Текст: Виктория Киричок

Съезд организован Физиологическим обществом им. И.П. Павлова и Институтом эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН и посвящен 300-летию Российской академии наук и включен в инициативу «Работа с опытом» Десятилетия науки и технологий.

Материал подготовлен при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий».