Hypoxie jako lék: Nízká hladina kyslíku obnovuje pohyb u Parkinsonovy choroby

Vědci z Broad Institute a Massachusetts General Brigham prokázali, že chronická hypoxie srovnatelná s atmosférou v základním táboře Everestu (~15 % O₂) může zastavit progresi a dokonce částečně zvrátit poruchy pohybu u myší s experimentálním modelem Parkinsonovy choroby. Studie je publikována v časopise Nature Neuroscience.

Co udělali výzkumníci?

• Model parkinsonismu: dopaminergní neurodegenerativní změny charakteristické pro Parkinsonovu chorobu byly u myší indukovány pomocí MPTP toxinu.
• Intervence: Zvířata byla několik týdnů před a po podání MPTP chována v komorách se sníženou hladinou kyslíku (hypoxické prostředí). Kontrolní myši žily v normálním prostředí.
• Hodnocení účinku: Motorická aktivita byla testována na rotujícím válci a v koordinačních testech a přežití neuronů bylo hodnoceno imunobarvením dopaminových buněk v substantia nigra.

Klíčová zjištění

1. Obnova motorických funkcí:

   • Myši v hypoxii si zachovaly schopnost udržet se na rotujícím válci na téměř 90 % úrovně zdravých zvířat, zatímco kontrolní zvířata ztratila až 60 % indikátoru.

2. Ochrana dopaminových neuronů:

   • Hypoxické prostředí potlačilo nadměrnou akumulaci peroxidu vodíku a markerů oxidačního stresu, což přispělo k zachování dopaminových neuronů v substantia nigra.

3. Okno pro intervenci:

   • Nejvýraznější neuroprotektivní účinek byl pozorován, když byla hypoxie zahájena nejpozději týden před toxickou atakou, ale i po ní „horské klima“ urychlilo částečné zotavení.

Navrhované mechanismy

• Snížení oxidačního stresu: snížený PO₂ snižuje tvorbu reaktivních forem kyslíku, které jsou klíčové v patogenezi Parkinsonovy choroby.
• Aktivace adaptivních drah: hypoxie stimuluje HIF-1α-dependentní geny, které zvyšují odolnost neuronů vůči metabolickému a toxickému stresu.
• Metabolická ekonomika: snížení spotřeby kyslíku uvádí buňky do „ekonomického režimu“, čímž zpomaluje degenerativní procesy.

„Pozorováním obnovy motorických funkcí jsme si uvědomili, že mnoho neuronů není mrtvých – jsou jednoduše potlačeny. Hypoxie je „probouzí“ a chrání,“ říká spoluautor Vamsi Mootha.

Příležitosti a výzvy

• Terapeutická hypoxie: krátké sezení v komoře se sníženým obsahem O₂ mohou být doplňkem ke klasickým metodám (L-dopa a neurostimulace).
• Bezpečnost a dávkování: je nutné stanovit optimální úroveň a trvání hypoxie, aby se předešlo nežádoucím účinkům (hypoxémie, plicní rizika).
• Klinické studie: Budoucí – rané pilotní studie u lidí s Parkinsonovou chorobou k testování snášenlivosti „hypoxické terapie“ a jejího vlivu na kvalitu života.

Autoři zdůrazňují následující klíčové body:

1. Neuroprotekce prostřednictvím metabolické „úspory“
   „Hypoxie uvádí dopaminové neurony do stavu nízké metabolické poptávky, čímž snižuje tvorbu reaktivních forem kyslíku a chrání buňky před toxicitou MPTP,“ poznamenává profesor Vamsi Mootha.

2. Načasování terapie je důležité
   „Největší přínos jsme zaznamenali, když byla hypoxie zahájena 7 dní před podáním neurotoxinu, ale hypoxie po mrtvici také vedla k částečnému obnovení funkce, což otevřelo okno pro klinickou intervenci,“ komentuje spoluautor Dr. Jeffrey Miller.

3. Perspektiva „hypoxické terapie“
   „Přechod od farmakologie k terapeutické modulaci mozkového prostředí je zásadně nový přístup. Naším úkolem je nyní určit optimální parametry O₂ a vytvořit bezpečné protokoly pro pacienty s Parkinsonovou chorobou,“ shrnuje Dr. Linda Zu.

Tato práce otevírá nový paradigmatický přístup ke zpomalení neurodegenerace u Parkinsonovy choroby – ne pomocí léků, ale regulací okolního vzduchu uvnitř mozku za účelem vytvoření podmínek podobných těm, ve kterých přežívají dopaminové neurony.