Aivojen viemäri tukossa?

Saima 1/2016

Imusuonten löytyminen aivoista voi avata uusia näkökulmia aivosairauksien syntyyn ja hoitoon.

Itä-Suomen ja Helsingin yliopistojen tutkijat ovat saaneet Jane ja Aatos Erkon säätiöltä 1,1 miljoonan euron rahoituksen, jolla tutkitaan aivojen imusuonten merkitystä neurologisissa sairauksissa, kuten Alzheimerin taudissa, aivovammoissa ja aivoinfarktissa.

Aivojen imusuonet löydettiin vasta hiljattain: ensimmäisiä havaintoja niistä tekivät akatemiaprofessori Kari Alitalon tutkimusryhmän nuoret tutkijat Aleksanteri Aspelund ja Salli Antila kesällä julkaistussa Helsingin yliopiston tutkimuksessa.

– Säätiön rahoituksen ansiosta laaja tutkijaverkosto pääsee nopeasti tarttumaan tähän löytöön, professori Heikki Tanila (yläkuvassa) toteaa.

 Hankkeessa ovat Alitalon ryhmän lisäksi mukana Tanilan, professori Jari Koistinahon, akatemiaprofessori Asla Pitkäsen ja akatemiaprofessori Seppo Ylä-Herttualan tutkimusryhmät Itä-Suomen yliopistosta.

Kuopiossa tehdään ennestään tutkimusta useilla aivosairauksien eläinmalleilla, joihin liitetään nyt myös imusuonitutkimusta. Ylä-Herttuala puolestaan on tehnyt Alitalon kanssa jo pitkään yhteistyötä veri- ja imusuonten kasvun säätelyssä. Hänen ryhmänsä kehittää hankkeessa aivojen imusuonten kasvua edistävää geeniterapiaa.

Aivojen imusuonet ja niihin liittyvät glymfaattiset kanavat ovat kuin viemäri, joka poistaa aivoista ylimääräistä nestettä, proteiineja ja muita aineita.

– Toki myös esimerkiksi kuljetusproteiinit siivoavat aivoista proteiineja verenkiertoon. Aivojen imusuoniston merkitystä kokonaisuudessa ei vielä tiedetä, Tanila toteaa.

Aivojen jätteenpoiston heikentyminen voi vauhdittaa monia aivosairauksia, kuten Alzheimerin tautia, jota Tanila tutkii.  Siinä aivoihin kertyy haitallisia määriä beeta-amyloidiproteiinia.

– Perinnöllisesti alttiilla geenivirhe aiheuttaa beeta-amyloidin liikatuotantoa, mutta muilla tauti voi johtua siitä, ettei beeta-amyloidi poistu tehokkaasti aivoista. Se saattaa selittyä imusuonten riittämättömällä toiminnalla.

Tanilan ryhmä selvittää Alzheimer-riskigeenejä kantavalla hiirimallilla, nopeutuuko taudin kehittyminen, jos aivojen imusuonten toiminta estetään, ja voiko beeta-amyloidin kertymistä aivoihin toisaalta estää imusuonten kasvua tukevalla hoidolla.

Imusuonet ovat myös uusi linkki aivoista elimistön immuunipuolustukseen. Tanilan mukaan imusuonten aivoista imusolmukkeisiin tuoma beeta-amyloidi voi laukaista vasta-ainetuotannon, joka vähentää beeta-amyloidin tuotantoa aivoissa.

– Tehokas imunestekierto voisi selittää, miksi joillakin on paljon vasta-aineita.

Moniin aivosairauksiin liittyy aivojen tulehdustila, johon nykytiedon mukaan osallistuu myös aivojen ulkopuolinen immuunijärjestelmä.

– Sen mukaankutsujina esimerkiksi aivoinfarktin jälkeen saattavat toimia juuri imusuonten kautta kulkevat välittäjäaineet, Koistinaho toteaa.

Hänen tutkimusryhmänsä selvittääkin imusuonten viestiliikennettä aivoinfarktin hiirimallissa. Ryhmässä on hiljattain havaittu IL-33-sytokiinihoidon edistävän suojaavaa immuunivastetta aivosairauksissa, ja sen vaikutusta tarkastellaan myös imusuonissa.

Aivojen turvotus on verisuonitukoksen tai muun vaurion tyypillinen jälkioire, joka voi pahentaa vaurioita.

– Yhtenä tavoitteena onkin selvittää imunestekierron vaikutusta turvotukseen aivoinfarktissa. Koska monilla potilailla on sekä Alzheimerin tauti että aivoinfarkteja, käytämme myös näiden yhdistettyä tautimallia, Koistinaho kertoo.

Tapaturmainen aivovaurio voi useiden solutason mekanismien kautta johtaa laajempiin lisävaurioihin ja jopa epilepsiaan.

– Aivovaurion yhteydessä myös aivojen imusuonet voivat vahingoittua. Meitä kiinnostaa, vaikuttaako se haitallisten aineiden kertymiseen ja sekundaarivaurioiden syntyyn, Pitkänen toteaa.

Jos aivosairauksien taustalta löytyy imusuoniston toimintahäiriöitä, niitä voitaisiin ehkä korjata aivojen imusuonten kasvua lisäävällä geeniterapialla. Sen kehittäminen on luontevaa jatkoa Ylä-Herttualan ryhmän aiemmalle sydän- ja verisuonitautien sekä aivokasvaimen geenihoitojen kehitystyölle. Esimerkiksi veri- ja imusuonia kasvattavalla yhdistelmägeeniterapialla on hoidettu menestyksekkäästi alaraajan verenkiertovajausta ja samalla ehkäisty hoitoon liittyvää turvotusta.

– Tässä hankkeessa tutkimme lymfaattisen kasvutekijägeeninsiirron vaikutuksia aivoihin eläimillä, joilta puuttuu imunestekierto, Ylä-Herttuala kertoo.

Terveillekin kiinnostava tieto on, että nukkuessa aivojen imunestekierto vilkastuu.

– Uni on aivojen terveydelle tärkeää. Iän myötä lisääntyvien aivosairauksien ja vähenevän unen yhteyttä voi miettiä, Koistinaho sanoo.

Imusuonisto – kehon viemäriverkosto

Verisuonten rinnalla elimistössämme kulkee imusuonten ja imusolmukkeiden muodostama imusuonisto, joka osallistuu kudosten nestetasapainon säätelyyn ja immuunipuolustukseen.

Imusuonet palauttavat kudoksista nestettä verenkiertoon. Samalla ne poistavat kudoksista ylimääräisiä proteiineja ja muita aineita. Imusolmukkeissa imusolut tuhoavat kudoksiin ja imunesteeseen päässeitä taudinaiheuttajia.

Pitkään ajateltiin, ettei imusuonisto ulotu aivoihin asti. Viime vuonna suomalaisten ja amerikkalaisten tutkijaryhmien lähes samanaikaisesti julkaisemat tutkimustulokset kumosivat vanhan käsityksen.

Uusien tietojen mukaan aivoja ympäröivällä aivokalvolla on imusuonia, jotka kuljettavat nestettä ja molekyylejä aivoista kaulan imusolmukkeisiin. Aivokalvolle nämä aineet kulkevat pusertumalla aivoverisuonia ympäröivissä glymfaattisissa kanavissa.

Teksti: Ulla Kaltiala Kuvat: Raija Törrönen