Hipoksija kot zdravilo: Nizka raven kisika obnovi gibanje pri Parkinsonovi bolezni

Znanstveniki z inštituta Broad in univerze Massachusetts General Brigham so dokazali, da lahko kronična hipoksija, primerljiva z ozračjem v baznem taboru Everest (~15 % O₂), ustavi napredovanje in celo delno odpravi motnje gibanja pri miših z eksperimentalnim modelom Parkinsonove bolezni. Študija je objavljena v reviji Nature Neuroscience.

Kaj so raziskovalci storili?

• Model parkinsonizma: dopaminergične nevrodegenerativne spremembe, značilne za parkinsonovo bolezen, so bile pri miših inducirane z uporabo toksina MPTP.
• Intervencija: Živali so bile več tednov pred in po dajanju MPTP nastanjene v komorah z zmanjšano ravnjo kisika (hipoksično okolje). Kontrolne miši so živele v normalnem okolju.
• Ocena učinka: Motorično aktivnost so testirali na vrtečem se valju in v koordinacijskih testih, preživetje nevronov pa so ocenili z imunološkim barvanjem dopaminskih celic v črni substanci.

Ključne ugotovitve

1. Obnova motoričnih funkcij:

   • Miši v hipoksiji so ohranile sposobnost, da ostanejo na vrtečem se valju, na skoraj 90 % ravni zdravih živali, medtem ko so kontrolne živali izgubile do 60 % kazalnika.

2. Zaščita dopaminskih nevronov:

   • Hipoksično okolje je zaviralo prekomerno kopičenje vodikovega peroksida in markerjev oksidativnega stresa, kar je prispevalo k ohranitvi dopaminskih nevronov v črni substanci.

3. Okno za intervencijo:

   • Najbolj izrazit nevroprotektivni učinek so opazili, ko se je hipoksija začela najkasneje teden dni pred toksičnim napadom, vendar je tudi po njem "gorsko podnebje" pospešilo delno okrevanje.

Predlagani mehanizmi

• Zmanjšanje oksidativnega stresa: zmanjšan PO₂ zmanjša nastanek reaktivnih kisikovih spojin, ki so ključne pri patogenezi Parkinsonove bolezni.
• Aktivacija adaptivnih poti: hipoksija stimulira gene, odvisne od HIF-1α, ki povečajo odpornost nevronov na presnovni in toksični stres.
• Presnovna ekonomija: zmanjšanje porabe kisika celice preklopi v »ekonomični način«, kar upočasni degenerativne procese.

»Z opazovanjem okrevanja motoričnih funkcij smo ugotovili, da mnogi nevroni niso mrtvi – preprosto so potlačeni. Hipoksija jih 'prebudi' in zaščiti,« pravi soavtor Vamsi Mootha.

Priložnosti in izzivi

• Terapevtska hipoksija: kratke seanse v komori z zmanjšanim O₂ so lahko dopolnilo klasičnim metodam (L-dopa in nevrostimulacija).
• Varnost in odmerjanje: določiti je treba optimalno raven in trajanje hipoksije, da se izognemo neželenim učinkom (hipoksija, pljučna tveganja).
• Klinična preskušanja: Prihodnost – zgodnje pilotne študije pri ljudeh s Parkinsonovo boleznijo za testiranje prenašanja „hipoksične terapije“ in njenega vpliva na kakovost življenja.

Avtorji poudarjajo naslednje ključne točke:

1. Nevroprotekcija z metabolnim »varčevanjem«
   »Hipoksija dopaminske nevrone spravi v stanje nizke presnovne potrebe, kar zmanjša nastanek reaktivnih kisikovih spojin in zaščiti celice pred toksičnostjo MPTP,« ugotavlja prof. Vamsi Mootha.

2. Časovna usklajenost terapije je pomembna
   »Največjo korist smo opazili, ko se je hipoksija začela 7 dni pred nevrotoksinom, vendar je hipoksija po možganski kapi povzročila tudi delno okrevanje funkcije, kar je odprlo okno za klinično intervencijo,« komentira soavtor dr. Jeffrey Miller.

3. Perspektiva 'hipoksične terapije'
   »Prehod od farmakologije k terapevtski modulaciji možganskega okolja je temeljno nov pristop. Naša naloga je zdaj določiti optimalne parametre O₂ in ustvariti varne protokole za bolnike s Parkinsonovo boleznijo,« povzema dr. Linda Zu.

To delo odpira nov paradigmatski pristop k upočasnitvi nevrodegeneracije pri Parkinsonovi bolezni - ne z zdravili, temveč z nadzorom zunanjega zraka v možganih, da se ustvarijo pogoji, podobni tistim, v katerih preživijo dopaminski nevroni.