Hipoksja spowalnia chorobę Parkinsona u myszy. Naukowcy mówią o nowym kierunku terapii

Spis treści

Naukowcy z Broad Institute i Mass General Brigham odkryli, że środowisko o obniżonej zawartości tlenu może chronić neurony i poprawiać sprawność ruchową w modelu mysiej choroby Parkinsona. Efekt ten uzyskano, gdy zwierzęta oddychały powietrzem podobnym do tego, które panuje na dużych wysokościach. Autorzy badania, opublikowanego w "Nature Neuroscience", wierzą, że mechanizm hipoksji można będzie kiedyś wykorzystać w leczeniu ludzi.

Choroba Parkinsona dotyka ponad 10 milionów osób na świecie i prowadzi do stopniowej utraty neuronów odpowiedzialnych za kontrolę ruchów. Towarzyszy jej drżenie, spowolnienie ruchowe oraz gromadzenie się w mózgu tzw. ciał Lewy’ego — toksycznych skupisk białek α-synukleiny.

Zespół kierowany przez prof. Vamsiego Moothę i prof. Fumito Ichinose odkrył, że w przebiegu choroby dochodzi także do nadmiernego nagromadzenia tlenu w niektórych rejonach mózgu. Przyczyną jest dysfunkcja mitochondriów, które przestają efektywnie zużywać tlen. – „Zbyt dużo tlenu w mózgu okazuje się toksyczne. Zmniejszając całkowity dopływ tlenu, odcinamy paliwo dla tych uszkodzeń” – wyjaśnia Mootha.

Badacze postanowili sprawdzić, jak na przebieg choroby wpłynie przebywanie w warunkach obniżonego poziomu tlenu. Wykorzystali mysi model Parkinsona, w którym do mózgu wstrzykuje się agregaty białka α-synukleiny. Część zwierząt trzymano w normalnym powietrzu (21% tlenu), a część w komorach z obniżoną zawartością tlenu do 11% — co odpowiada wysokości około 4800 metrów nad poziomem morza.

Efekty były wyraźne. Myszy oddychające powietrzem z mniejszą zawartością tlenu nie traciły neuronów i zachowywały prawidłową sprawność ruchową, mimo że w ich mózgach nadal tworzyły się ciała Lewy’ego. Hipoksja nie zatrzymywała powstawania złogów białkowych, ale sprawiała, że przestawały one szkodzić neuronom.

Co więcej, gdy wprowadzono hipoksję dopiero sześć tygodni po pojawieniu się objawów, zwierzęta także odzyskiwały część funkcji ruchowych i przestawały tracić neurony.

Analizy wykazały, że w mózgach myszy z Parkinsonem stężenie tlenu było znacznie wyższe niż u zdrowych zwierząt. Hipoksja zmniejszała ten poziom, co ograniczało toksyczny wpływ nadmiaru tlenu na komórki nerwowe.

Badacze przestrzegają, że samodzielne oddychanie powietrzem o niskiej zawartości tlenu, zwłaszcza okresowo, może być niebezpieczne. Zamiast tego pracują nad lekami, które naśladowałyby korzystne efekty hipoksji, tzw. „hipoksją w tabletce”. Takie podejście testują już w chorobach mitochondrialnych, jak zespół Leigha czy ataksja Friedreicha.

Choć metoda nie musi działać we wszystkich chorobach neurodegeneracyjnych, zadziałała w kilku modelach, w tym w chorobie Parkinsona i przyspieszonym starzeniu się organizmu.