Ageing is a major risk factor for many neurological pathologies, but its mechanisms remain unclear. Unlike other tissues, the parenchyma of the central nervous system (CNS) lacks lymphatic vasculature and waste products are removed partly through a paravascular route. (Re)discovery and characterization of meningeal lymphatic vessels has prompted an assessment of their role in waste clearance from the CNS. Here we show that meningeal lymphatic vessels drain macromolecules from the CNS (cerebrospinal and interstitial fluids) into the cervical lymph nodes in mice. Impairment of meningeal lymphatic function slows paravascular influx of macromolecules into the brain and efflux of macromolecules from the interstitial fluid, and induces cognitive impairment in mice. Treatment of aged mice with vascular endothelial growth factor C enhances meningeal lymphatic drainage of macromolecules from the cerebrospinal fluid, improving brain perfusion and learning and memory performance. Disruption of meningeal lymphatic vessels in transgenic mouse models of Alzheimer’s disease promotes amyloid-β deposition in the meninges, which resembles human meningeal pathology, and aggravates parenchymal amyloid-β accumulation. Meningeal lymphatic dysfunction may be an aggravating factor in Alzheimer’s disease pathology and in age-associated cognitive decline. Thus, augmentation of meningeal lymphatic function might be a promising therapeutic target for preventing or delaying age-associated neurological diseases. Meningeal lymphatic dysfunction promotes amyloid-β deposition in the meninges and worsens brain amyloid-β pathology, acting as an aggravating factor in Alzheimer’s disease and in age-associated cognitive decline; improving meningeal lymphatic function could help to prevent or delay age-associated neurological diseases.

Neuroinflammatory diseases, such as multiple sclerosis, are characterized by invasion of the brain by autoreactive T cells. The mechanism for how T cells acquire their encephalitogenic phenotype and trigger disease remains, however, unclear. The existence of lymphatic vessels in the meninges indicates a relevant link between the CNS and peripheral immune system, perhaps affecting autoimmunity. Here we demonstrate that meningeal lymphatics fulfill two critical criteria: they assist in the drainage of cerebrospinal fluid components and enable immune cells to enter draining lymph nodes in a CCR7-dependent manner. Unlike other tissues, meningeal lymphatic endothelial cells do not undergo expansion during inflammation, and they express a unique transcriptional signature. Notably, the ablation of meningeal lymphatics diminishes pathology and reduces the inflammatory response of brain-reactive T cells during an animal model of multiple sclerosis. Our findings demonstrate that meningeal lymphatics govern inflammatory processes and immune surveillance of the CNS and pose a valuable target for therapeutic intervention. Louveau et al. demonstrate that meningeal lymphatics drain CSF-derived macromolecules and immune cells and play a key role in regulating neuroinflammation. Meningeal lymphatics may represent a new therapeutic target for multiple sclerosis.

Despite the established dogma of central nervous system (CNS) immune privilege, neuroimmune interactions play an active role in diverse neurological disorders. However, the precise mechanisms underlying CNS immune surveillance remain elusive; particularly, the anatomical sites where peripheral adaptive immunity can sample CNS-derived antigens and the cellular and molecular mediators orchestrating this surveillance. Here, we demonstrate that CNS-derived antigens in the cerebrospinal fluid (CSF) accumulate around the dural sinuses, are captured by local antigen-presenting cells, and are presented to patrolling T cells. This surveillance is enabled by endothelial and mural cells forming the sinus stromal niche. T cell recognition of CSF-derived antigens at this site promoted tissue resident phenotypes and effector functions within the dural meninges. These findings highlight the critical role of dural sinuses as a neuroimmune interface, where brain antigens are surveyed under steady-state conditions, and shed light on age-related dysfunction and neuroinflammatory attack in animal models of multiple sclerosis.

In animal models, brain neurodegeneration biomarkers drain into cervical lymph nodes (CLNs). If this occurred in humans, CLNs may provide a readily accessible source of these biomarkers, draining the site of primary pathology. We tested this hypothesis in discovery and validation cohorts using ultrasound-guided fine needle aspiration (FNA). We measured amyloid-beta 40 and 42, phospho-Tau-181, glial-fibrillary-acidic-protein, and neurofilament-light using single molecule array in CLN aspirates and plasma from: i) a discovery cohort of 25 autoimmune patients, and from ii) plasma, CLNs and capillary blood in four healthy volunteers, an optimisation-validation cohort. FNA was well-tolerated by all participants. In both cohorts, all biomarkers were detected in all plasmas and CLNs, other than neurofilament-light (8/17 of discovery cohort). CLN biomarker concentrations were significantly greater than plasma concentrations for all except neurofilament-light, most markedly for phospho-Tau-181 (266 fold; P<0.02), whose CLN concentrations decreased with age (Spearman r=-0.66, P=0.001). This study presents the first evidence that neurodegenerative biomarkers are detectable in human CLNs. Raised CLN:plasma biomarker ratios suggest their concentration in CLNs, which may offer a sensitive compartment for minimally-invasive sampling in clinical trials. Further, age-associated phospho-Tau-181 reduction with age suggests FNA of CLNs may measure the integrity of brain lymphatic drainage in vivo.