Hipoksija kaip vaistas: mažas deguonies lygis atkuria judėjimą sergant Parkinsono liga

„Broad“ instituto ir „Mass General Brigham“ mokslininkai įrodė, kad lėtinė hipoksija, panaši į Everesto bazinės stovyklos atmosferą (apie 15 % O₂), gali sustabdyti ligos progresavimą ir net iš dalies panaikinti judėjimo sutrikimus pelėms, naudojant eksperimentinį Parkinsono ligos modelį. Tyrimas paskelbtas žurnale „Nature Neuroscience“.

Ką darė tyrėjai?

• Parkinsonizmo modelis: MPTP toksinu pelėms buvo sukelti Parkinsono ligai būdingi dopaminerginiai neurodegeneraciniai pokyčiai.
• Intervencija: Gyvūnai kelias savaites prieš MPTP skyrimą ir po jo buvo laikomi kamerose su sumažintu deguonies lygiu (hipoksinė aplinka). Kontrolinės pelės gyveno normalioje atmosferoje.
• Poveikio vertinimas: Motorinis aktyvumas buvo tiriamas ant besisukančio cilindro ir koordinacijos testuose, o neuronų išgyvenamumas buvo įvertintas dopamino ląstelių imunohistocheminiu tyrimu juodojoje medžiagoje.

Svarbiausi rezultatai

1. Motorinių funkcijų atkūrimas:

   • Hipoksijos paveiktos pelės išlaikė gebėjimą išlikti ant besisukančio cilindro beveik 90% sveikų gyvūnų lygio, o kontrolinės grupės gyvūnai prarado iki 60% šio rodiklio.

2. Dopamino neuronų apsauga:

   • Hipoksinė aplinka slopino vandenilio peroksido ir oksidacinio streso žymenų perteklinį kaupimąsi, o tai prisidėjo prie dopamino neuronų išsaugojimo juodojoje medžiagoje.

3. Intervencijos laikotarpis:

   • Ryškiausias neuroprotekcinis poveikis pastebėtas, kai hipoksija pradėta ne vėliau kaip savaitę prieš toksinį priepuolį, tačiau net ir po jo „kalnų klimatas“ paspartino dalinį pasveikimą.

Siūlomi mechanizmai

• Oksidacinio streso mažinimas: sumažėjęs PO₂ kiekis sumažina reaktyviųjų deguonies formų, kurios yra pagrindinės PD patogenezės priežastys, susidarymą.
• Adaptyviųjų takų aktyvavimas: hipoksija stimuliuoja nuo HIF-1α priklausomus genus, kurie padidina neuronų atsparumą metaboliniam ir toksiniam stresui.
• Medžiagų apykaita: sumažinus deguonies suvartojimą, ląstelės perjungiamos į „ekonominį režimą“, sulėtindamos degeneracinius procesus.

„Stebėdami motorinės funkcijos atsigavimą, supratome, kad daugelis neuronų nėra mirę – jie tiesiog yra slopinami. Hipoksija juos „pažadina“ ir apsaugo“, – sako bendraautorė Vamsi Mootha.

Galimybės ir iššūkiai

• Terapinė hipoksija: trumpi seansai kameroje su sumažintu O₂ kiekiu gali papildyti klasikinius metodus (L-dopa ir neurostimuliacija).
• Saugumas ir dozavimas: būtina nustatyti optimalų hipoksijos lygį ir trukmę, kad būtų išvengta šalutinio poveikio (hipoksemijos, plaučių rizikos).
• Klinikiniai tyrimai: ateitis – ankstyvieji bandomieji tyrimai su Parkinsono liga sergančiais žmonėmis, siekiant ištirti „hipoksinės terapijos“ toleravimą ir jos poveikį gyvenimo kokybei.

Autoriai pabrėžia šiuos pagrindinius punktus:

1. Neuroprotekcija per medžiagų apykaitos „taupymą“.
   „Hipoksija dopamino neuronus perneša į mažo medžiagų apykaitos poreikio būseną, sumažindama reaktyviųjų deguonies formų susidarymą ir apsaugodama ląsteles nuo MPTP toksiškumo“, – pažymi prof. Vamsi Mootha.

2. Svarbus gydymo laikas.
   „Didžiausią naudą pastebėjome, kai hipoksija buvo pradėta 7 dienas prieš neurotoksiną, tačiau po insulto atsiradusi hipoksija taip pat lėmė dalinį funkcijos atsigavimą, atverdama kelią klinikinei intervencijai“, – komentuoja bendraautoris dr. Jeffrey Milleris.

3. „Hipoksinės terapijos“ perspektyva
   „Perėjimas nuo farmakologijos prie terapinio smegenų aplinkos moduliavimo yra iš esmės naujas požiūris. Dabar mūsų užduotis – nustatyti optimalius O₂ parametrus ir sukurti saugius protokolus pacientams, sergantiems Parkinsono liga“, – apibendrina dr. Linda Zu.

Šis darbas atveria naują paradigmos požiūrį į neurodegeneracijos lėtinimą sergant Parkinsono liga – ne vaistais, o kontroliuojant aplinkos orą smegenyse, kad būtų sukurtos sąlygos, panašios į tas, kuriose išgyvena dopamino neuronai.