In una straordinaria scoperta, che ha stravolto decenni di insegnamento dei libri di testo, i ricercatori della University of Virginia School of Medicine hanno determinato che il cervello è direttamente collegato al sistema immunitario da vasi che in precedenza si pensava non esistessero.
Che tali strutture possano essere sfuggite al rilevamento, quando il sistema linfatico è stato così accuratamente mappato in tutto il corpo, è già sorprendente di per sé, ma il vero significato della scoperta risiede negli effetti che potrebbe avere sullo studio e sul trattamento di molte malattie neurologiche che vanno dall’autismo alla malattia di Alzheimer sino alla sclerosi multipla.
“Il cervello è come ogni altro tessuto collegato al sistema immunitario periferico attraverso vasi linfatici meningei“, ha dichiarato Jonathan Kipnis, PhD, professore presso il Dipartimento di Neuroscienze UVA e direttore del Center for Brain Immunology and Glia (BIG) sempre dell’UVA. “Cambia completamente il modo in cui percepiamo l’interazione neuro-immune. In precedenza lo avevamo sempre percepito quasi come qualcosa di esoterico che non potesse essere studiato. Ma ora, grazie a questa scoperta, possiamo iniziare a porci domande meccanicistiche“.
“Riteniamo che in ogni malattia neurologica che presenta una componente immunitaria, questi vasi possano svolgere un ruolo importante“, ha detto Kipnis. “Diventa ora difficile immaginare che questi vasi non siano coinvolti in una malattia neurologica con una componente immunitaria“.
Kevin Lee, PhD, presidente del Dipartimento di Neuroscienze UVA, ha descritto la sua reazione alla scoperta del laboratorio di Kipnis: “La prima volta che questi ragazzi mi hanno mostrato il risultato di base, ho subito detto una frase: “Dovranno cambiare il libri di testo!”. “La scoperta cambierà radicalmente il modo in cui osserveremo la relazione tra il sistema nervoso centrale ed il sistema immunitario“.
Anche Kipnis inizialmente era scettico. “Non credevo davvero che esistessero strutture nel corpo di cui non fossimo già a conoscenza. Pensavo che il corpo fosse totalmente mappato“, ha detto. “Pensavo che queste scoperte si fossero già concluse intorno alla metà del secolo scorso. Ma a quanto pare non era così“.
La scoperta è stata resa possibile grazie al lavoro di Antoine Louveau, PhD, un borsista post-dottorato nel laboratorio di Kipnis. I vasi sono stati rilevati dopo che Louveau ha sviluppato un metodo per studiare le meningi (le membrane che ricoprono il cervello) di un topo su un singolo vetrino, in modo da poter essere esaminate nel loro insieme. “In realtà è stato abbastanza facile“, ha detto. “C’era un trucco: abbiamo fissato le meningi all’interno della calotta cranica, in modo che il tessuto fosse fissato nelle sue condizioni fisiologiche, quindi l’abbiamo sezionato. Se avessimo fatto il contrario, non avrebbe funzionato“.
Dopo aver notato modelli simili a vasi nella distribuzione delle cellule immunitarie sui suoi vetrini, ha testato i vasi linfatici e lì è avvenuta la scoperta. L’impossibile esisteva. Louveau ha ricordato il momento in cui ha chiamato Jonathan Kipnis al microscopio e gli ha detto: “Penso che abbiamo qualcosa“.
Mappe del sistema linfatico: a sinistra la “vecchia” e a destra quella aggiornata per riflettere la recente scoperta. Crediti immagine: University of Virginia Health System
Per quanto riguarda il fatto per cui i vasi linfatici del cervello siano riusciti a sfuggire all’osservazione per tutto questo tempo, Kipnis si è limitato a descriverli come “molto ben nascosti”; ha notato che seguono un grosso vaso sanguigno nei seni nasali, un’area difficile da immaginare.
“L’imaging dal vivo di questi vasi era cruciale per dimostrare la loro funzione e non sarebbe stato possibile eseguirlo senza la collaborazione di Tajie Harris“, ha osservato Kipnis. Harris, è un assistente professore di neuroscienze e membro del Center for Brain Immunology and Glia (BIG). Kipnis ha anche evidenziato le abilità chirurgiche di Igor Smirnov, ricercatore associato nel laboratorio di Kipnis, il cui lavoro è stato fondamentale per il successo dell’imaging dello studio.
Alzheimer, autismo, sclerosi multipla e oltre
La presenza inaspettata dei vasi linfatici meningei solleva un numero enorme di domande che ora hanno bisogno di risposte, sia sul funzionamento del cervello che sulle malattie che lo affliggono. Ad esempio la malattia di Alzheimer. “Nell’Alzheimer, ci sono accumuli di grandi quantità di proteine nel cervello“, ha detto Kipnis. “Pensiamo che possano accumularsi nel cervello perché non vengono rimossi in modo efficiente da questi vasi“. Ha osservato che questi vasi sembrano diversi in funzione dell’età, quindi il ruolo che svolgono nell’invecchiamento è un’altra strada da esplorare.
E c’è una vasta gamma di altre malattie neurologiche, dall’autismo alla sclerosi multipla, che ora devono essere riconsiderate alla luce della presenza di qualcosa che la scienza pensava che non esistesse.
I risultati sono stati pubblicati dalla prestigiosa rivista Nature. L’articolo è stato scritto da Louveau, Smirnov, Timothy J. Keyes, Jacob D. Eccles, Sherin J. Rouhani, J. David Peske, Noel C. Derecki, David Castle, James W. Mandell, Lee, Harris e Kipnis.
La ricerca
- “Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels” by Antoine Louveau, Igor Smirnov, Timothy J. Keyes, Jacob D. Eccles, Sherin J. Rouhani, J. David Peske, Noel C. Derecki, David Castle, James W. Mandell, Kevin S. Lee, Tajie H. Harris and Jonathan Kipnis in “Nature”.
doi:10.1038/nature14432
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