Aivojen glymfaattinen järjestelmä puhdistaa aivokudosta sinne kertyvistä aineenvaihdunnan kuona-aineista päästämällä aivo-selkäydinnesteen eli likvorin virtaamaan aivokudoksen läpi. Aikaisemmissa tutkimuksissa on havaittu, että nesteen virtaus on voimakkaimmillaan syvän, hidasaaltoisen NREM-unen aikana. Koe-eläinmallissa on lisäksi osoitettu, että NREM-unta muistuttava tila ja tehokas glymfaattinen virtaus on mahdollista saada aikaan myös käyttämällä tiettyjä anestesia-aineita.
Helsingin, Kööpenhaminan ja Rochesterin yliopistojen tutkijoiden uusi tutkimus paljastaa, että aivojen huuhtelujärjestelmän avulla voidaan mahdollisesti lisätä aivo-selkäydinnesteeseen eli intratekaalisesti annettavien lääkkeiden pääsyä vaikutuskohteeseensa aivokudokseen.
Veri-aivoeste rajoittaa tehokkaasti keskushermoston sairauksien hoidossa käytettyjen lääkkeiden pääsyä aivoihin ja selkäytimeen. Esimerkiksi kipulääkkeitä tai sytostaatteja annetaan usein suoraan aivo-selkäydinnesteeseen, ja joissain neurologisissa sairauksissa aivo-selkäydinnesteeseen annettava biologinen lääke on ainoa hoitokeino. Tällaisia intratekaalisesti annettavia uusia lääkkeitä on kehitteillä useaan keskushermostosairauteen.
– Lääkkeiden siirtymisen aivo-selkäydinnesteestä aivokudokseen on ajateltu tapahtuvan yleensä hyvin hitaasti, pelkän diffuusion avulla, minkä on arveltu rajoittavan huomattavasti lääkkeiden pääsyä syviin aivorakenteisiin. Glymfaattinen järjestelmä ja aivo-selkäydinnesteen konvektiivinen virtaus aivoihin voisi toimia ohituskaistana lääkkeiden toimitukselle, sanoo dosentti, kliinisen farmakologian erikoislääkäri Tuomas Lilius.
Aiemman tutkimuksen perusteella oli viitteitä, että tehohoitorauhoitteena käytetty deksmedetomidiini (alfa2-adrenerginen agonisti) saa aikaan NREM-unen kaltaisen tilan, jossa glymfaattinen järjestelmä toimii tehokkaasti. Niinpä tutkijat halusivat selvittää, voisiko deksmedetomidiinin käyttäminen oheishoitona lisätä aivo-selkäydinnesteeseen annettujen lääkkeiden pääsyä aivoihin.
– Koe-eläinmallissa tehdyssä tutkimuksessa havaitsimme, että näin todella tapahtui. Lääkkeen leviämistä tehostava vaikutus näkyi käyttäessämme sekä pienmolekylaarisia lääkkeitä, kuten opioideja, että biologista lääkettä, beeta-amyloidi-vasta-ainetta, Lilius kertoo.
Näiden tulosten perusteella tutkijat arvioivat, että alfa2-adrenergisten agonistien ryhmään kuuluvien lääkkeiden avulla on kenties mahdollista manipuloida aivojen glymfaattista järjestelmää siten, että se tehostaa aivo-selkäydinnesteeseen annettavien lääkkeiden pääsyä aivokudokseen.
– Tällä voi olla kliinistä merkitystä kun kehitetään tehokkaampia intratekaalisia lääkehoitoja, Lilius sanoo.
Lisätietoja:
Dos. Tuomas Lilius, Helsingin yliopisto ja Kööpenhaminan yliopisto
Puh. +45 2843 2522
Sähköposti: tuomas.lilius@helsinki.fi
Viite: Tuomas O. Lilius, Kim Blomqvist, Natalie L. Hauglund, Guojun Liu, Frederik Filip Stæger, Simone Larsen Bærentzen, Ting Du, Fredrik Ahlström, Janne T. Backman, Eija A. Kalso, Pekka V. Rauhala, Maiken Nedergaard. Dexmedetomidine enhances glymphatic brain delivery of intrathecally administered drugs. Journal of Controlled Release 2019;304:29–38. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2019.05.005