Hipoksija kao lijek: Niska razina kisika obnavlja kretanje kod Parkinsonove bolesti

Znanstvenici s Broad Instituta i sveučilišta Mass General Brigham pokazali su da kronična hipoksija usporediva s atmosferom u baznom kampu Everesta (~15% O₂) može zaustaviti napredovanje, pa čak i djelomično preokrenuti poremećaje kretanja kod miševa s eksperimentalnim modelom Parkinsonove bolesti. Studija je objavljena u časopisu Nature Neuroscience.

Što su istraživači učinili?

• Model parkinsonizma: dopaminergičke neurodegenerativne promjene karakteristične za Parkinsonovu bolest izazvane su kod miševa korištenjem MPTP toksina.
• Intervencija: Životinje su držane u komorama sa smanjenom razinom kisika (hipoksična okolina) nekoliko tjedana prije i nakon primjene MPTP-a. Kontrolni miševi živjeli su u normalnoj atmosferi.
• Procjena učinka: Motorička aktivnost testirana je na rotirajućem cilindru i u testovima koordinacije, a preživljavanje neurona procijenjeno je imunobojenjem dopaminskih stanica u substantia nigra.

Ključni nalazi

1. Obnova motoričkih funkcija:

   • Miševi u hipoksiji zadržali su sposobnost ostanka na rotirajućem cilindru na gotovo 90% razine zdravih životinja, dok su kontrolne životinje izgubile do 60% pokazatelja.

2. Zaštita dopaminskih neurona:

   • Hipoksično okruženje potisnulo je prekomjerno nakupljanje vodikovog peroksida i markera oksidativnog stresa, što je pridonijelo očuvanju dopaminskih neurona u substantia nigri.

3. Prozor za intervenciju:

   • Najizraženiji neuroprotektivni učinak uočen je kada je hipoksija započela najkasnije tjedan dana prije toksičnog napada, ali čak i nakon njega, „planinska klima“ ubrzala je djelomični oporavak.

Predloženi mehanizmi

• Smanjenje oksidativnog stresa: smanjeni PO₂ smanjuje stvaranje reaktivnih kisikovih vrsta, koje su ključne u patogenezi Parkinsonove bolesti.
• Aktivacija adaptivnih putova: hipoksija stimulira HIF-1α-ovisne gene koji povećavaju otpornost neurona na metabolički i toksični stres.
• Metabolička ekonomija: smanjenje potrošnje kisika stavlja stanice u "ekonomični način rada", usporavajući degenerativne procese.

„Promatrajući oporavak motoričke funkcije, shvatili smo da mnogi neuroni nisu mrtvi - oni su jednostavno potisnuti. Hipoksija ih 'budi' i štiti“, kaže suvoditeljica istraživanja Vamsi Mootha.

Prilike i izazovi

• Terapijska hipoksija: kratke sesije u komori sa smanjenim O₂ mogu biti dodatak klasičnim metodama (L-dopa i neurostimulacija).
• Sigurnost i doziranje: potrebno je odrediti optimalnu razinu i trajanje hipoksije kako bi se izbjegle nuspojave (hipoksemija, plućni rizici).
• Klinička ispitivanja: Budućnost – rane pilot studije na osobama s Parkinsonovom bolešću kako bi se testirala podnošljivost „hipoksične terapije“ i njezin utjecaj na kvalitetu života.

Autori ističu sljedeće ključne točke:

1. Neuroprotekcija putem metaboličke 'štednje'
   „Hipoksija dovodi dopaminske neurone u stanje niske metaboličke potražnje, smanjujući stvaranje reaktivnih vrsta kisika i štiteći stanice od toksičnosti MPTP-a“, napominje prof. Vamsi Mootha.

2. Važno je vrijeme terapije
   „Najveću korist vidjeli smo kada je hipoksija započela 7 dana prije neurotoksina, ali hipoksija nakon moždanog udara također je rezultirala djelomičnim oporavkom funkcije, otvarajući prozor za kliničku intervenciju“, komentira koautor dr. Jeffrey Miller.

3. Perspektiva 'hipoksične terapije'
   „Prelazak s farmakologije na terapijsku modulaciju moždanog okruženja fundamentalno je novi pristup. Naš je zadatak sada odrediti optimalne O₂ parametre i stvoriti sigurne protokole za pacijente s Parkinsonovom bolešću“, sažima dr. Linda Zu.

Ovaj rad otvara novi paradigmatski pristup usporavanju neurodegeneracije kod Parkinsonove bolesti - ne putem lijekova, već kontroliranjem okolnog zraka unutar mozga kako bi se stvorili uvjeti slični onima u kojima dopaminski neuroni preživljavaju.