Los avances en neuroimagen y biología molecular han permitido a los investigadores localizar una parte oculta de la anatomía cerebral que vigila las infecciones e inflamaciones del cerebro.
Han descubierto una nueva estructura anatómica que separa y ayuda a controlar el flujo del líquido cefalorraquídeo y respalda las defensas inmunitarias.
La Subarachnoidal LYmphatic-like Membrane (SLYM) es esencial para impedir que las células inmunitarias externas entren en el cerebro.
El descubrimiento de la SLYM abre la puerta a un mayor estudio de su papel en las enfermedades cerebrales, según afirman los investigadores.
Los investigadores han descubierto una parte de la anatomía cerebral hasta ahora desconocida que actúa tanto como barrera protectora como plataforma desde la que las células inmunitarias vigilan el cerebro en busca de infecciones e inflamaciones.
Desde la complejidad de las redes neuronales hasta las funciones y estructuras biológicas básicas, el cerebro humano solo revela sus secretos a regañadientes.
Los avances en neuroimagen y biología molecular solo recientemente han permitido a los científicos estudiar el cerebro vivo con un nivel de detalle no alcanzado anteriormente, desvelando muchos de sus misterios.
El nuevo estudio procede de los laboratorios de Maiken Nedergaard, codirectora del Centro de Neuromedicina Traslacional de la Universidad de Rochester y de la Universidad de Copenhague, y de Kjeld Møllgård, catedrático de neuroanatomía de la Universidad de Copenhague.
Nedergaard y sus colegas han transformado nuestra comprensión de la mecánica fundamental del cerebro humano y han realizado hallazgos significativos en el campo de la neurociencia, entre ellos la descripción de las numerosas funciones críticas de células cerebrales previamente pasadas por alto, denominadas glía, y del proceso único de eliminación de desechos del cerebro, al que el laboratorio denominó sistema glinfático.
“El descubrimiento de una nueva estructura anatómica que separa y ayuda a controlar el flujo del líquido cefalorraquídeo (LCR) dentro y alrededor del cerebro nos proporciona ahora una apreciación mucho mayor del papel sofisticado que desempeña el LCR no solo en el transporte y la eliminación de desechos del cerebro, sino también en el respaldo de sus defensas inmunitarias”, afirma Nedergaard.
El estudio se centra en la serie de membranas que envuelven el cerebro, creando una barrera respecto al resto del cuerpo y manteniendo el cerebro bañado en LCR. La comprensión tradicional de lo que colectivamente se denomina capa meníngea identifica las tres capas individuales como duramadre, aracnoides y piamadre.
La nueva capa descubierta por el equipo de investigación de Estados Unidos y Dinamarca divide aún más el espacio entre las capas aracnoides y piamadre, el espacio subaracnoideo, en dos compartimentos separados por la capa recién descrita, a la que los investigadores denominan SLYM, abreviatura de Subarachnoidal LYmphatic-like Membrane.
Aunque gran parte de la investigación del artículo describe la función de la SLYM en ratones, también informan de su presencia en el cerebro humano adulto.
La SLYM es un tipo de membrana que recubre otros órganos del cuerpo, como los pulmones y el corazón, denominada mesotelio. Estas membranas suelen rodear y proteger los órganos, y albergar células inmunitarias. La idea de que una membrana similar pudiera existir en el sistema nervioso central fue planteada por primera vez por Møllgård, primer autor del estudio, cuya investigación se centra en la neurobiología del desarrollo y en los sistemas de barreras que protegen el cerebro.
La nueva membrana es muy fina y delicada, compuesta por solo unas pocas células de grosor. Sin embargo, la SLYM es una barrera estrecha que solo permite el paso de moléculas muy pequeñas y también parece separar el LCR “limpio” del “sucio”.
Esta última observación sugiere el probable papel que desempeña la SLYM en el sistema glinfático, que requiere un flujo y un intercambio controlados del LCR, permitiendo la entrada de LCR fresco mientras arrastra las proteínas tóxicas asociadas al Alzheimer y a otras enfermedades neurológicas del sistema nervioso central.
Este descubrimiento ayudará a los investigadores a comprender con mayor precisión la mecánica del sistema glinfático.
La SLYM también parece importante para las defensas del cerebro. El sistema nervioso central mantiene su propia población nativa de células inmunitarias, y la integridad de la membrana impide que entren células inmunitarias externas. Además, la membrana parece albergar su propia población de células inmunitarias del sistema nervioso central que utilizan la SLYM como punto de observación cercano a la superficie del cerebro desde el que escrutan el LCR que pasa en busca de signos de infección o inflamación.
El descubrimiento de la SLYM abre la puerta a un mayor estudio de su papel en las enfermedades cerebrales. Por ejemplo, los investigadores señalan que durante la inflamación y el envejecimiento se congregan en la membrana concentraciones mayores y más diversas de células inmunitarias. Además, cuando la membrana se rompió durante una lesión cerebral traumática, la consiguiente alteración del flujo de LCR deterioró el sistema glinfático y permitió que células inmunitarias ajenas al sistema nervioso central entraran en el cerebro.
Estas y otras observaciones similares sugieren que enfermedades tan diversas como la esclerosis múltiple, las infecciones del sistema nervioso central y el Alzheimer podrían desencadenarse o empeorar por anomalías en la función de la SLYM. También sugieren que la administración de fármacos y terapias génicas al cerebro podría verse afectada por la SLYM, lo que deberá tenerse en cuenta a medida que se desarrollen nuevas generaciones de terapias biológicas.
La investigación aparece en la revista Science. Otros coautores son de la Universidad de Copenhague.
El estudio contó con el apoyo de la Fundación Lundbeck, la Fundación Novo Nordisk, el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares, la Oficina de Investigación del Ejército de EE. UU., el Programa Human Frontier Science, la Fundación de Investigación Médica Dr. Miriam y Sheldon G. Adelson y la Fundación Simons.
Fuente: Universidad de Rochester
