Ośrodkowy układ nerwowy jest strukturą bardzo dobrze chronioną przez naturalne bariery. Do niedawna przypuszczano, że jedyną drogą łączącą go z resztą organizmu jest bariera krew mózg. Kilka lat temu odkryto, że mózg ma własne naczynia limfatyczne. Najnowsze badania wykazały, że istnieje także bezpośrednie połączenie między nim a szpikiem kostnym czaszki.
W sytuacji uszkodzenia tkanki pierwszymi komórkami układu odpornościowego, które docierają na miejsce są neutrofile. Dotychczas przypuszczano, że docierają one do mózgu transportowane z innych części ciała wraz z krwią. Jednak badanie przeprowadzone przez naukowców z Harvard Medical School i Massachusetts General Hospital w Bostonie wykazało, że jest inaczej.
Naukowcy zastosowali barwienie fluorescencyjne neutrofilów, które następnie zostały wstrzyknięte do szpiku kostnego piszczeli i czaszki myszy. W pierwszym przypadku był to barwnik zielony, w drugim czerwony. Następnie u zwierzęcia zainicjowano kilka modeli ostrego zapalenia w obrębie ośrodkowego układu nerwowego, w tym udar mózgu i wywołane chemicznie zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych. Zgodnie z przewidywaniami, liczebność neutrofilów w obrębie ośrodkowego układu nerwowego wzrosła. Dzięki wybarwieniu tych komórek wykazano, że pochodzą one ze szpiku kostnego czaszki.
“Zaczęliśmy bardzo uważnie badać czaszkę, patrząc na nią pod każdym możliwym kątem, próbując ustalić, w jaki sposób neutrofile docierają do mózgu” – mówi Matthias Nahrendorf, współautor artykułu.
Dzięki zastosowaniu specjalnej techniki mikroskopowej, umożliwiającej utrzymanie integralności badanej tkanki, udało się wykonać obrazowanie wewnętrznej powierzchni czaszki myszy. Naukowcy wykazali, że są na niej obecne niewielkie kanały, które bezpośrednio łączą szpik kostny z oponą twardą mózgowia. Ich średnica u dorosłych zwierząt wynosiła ok. 21,6 mikrometra. Zazwyczaj przepływają nimi erytrocyty, w kierunku od opony twardej do szpiku kostnego. Udowodniono także, że w próbkach pobranych od myszy, u których wcześniej wywołano stan zapalny w ośrodkowym układzie nerwowym, ruch neutrofilów w kierunku ze szpiku do opony twardej był znacznie intensywniejszy niż u zwierząt, których mózgi były zdrowe.
Naukowcy przeprowadzili także obrazowanie próbek czaszki pobranych od trzech pacjentów podczas operacji po udarze mózgu. Zidentyfikowano w nich podobne kanały, jednak ich średnica była pięciokrotnie większa. Zajmowały one ok. 2,5% całkowitej powierzchni kości.
Odkrycie to jest niezwykle istotne w kontekście rozwoju i terapii wielu zaburzeń ośrodkowego układu nerwowego, gdyż bardzo często jednym z czynników biorących w nich udział jest właśnie stan zapalny. Być może dalsze badania przyniosą więcej informacji na temat funkcjonowania nowo odkrytych kanałów i ich roli choćby w takich schorzeniach jak stwardnienie rozsiane, w których przebiegu układ odpornościowy atakuje tkanki mózgu.
