Гіпоксія як ліки: низький рівень кисню відновлює рух при хворобі Паркінсона

Вчені з Інституту Броуда та Массачусетського університету генерала Брігема продемонстрували, що хронічна гіпоксія, порівнянна з атмосферою в базовому таборі Евересту (~15% O₂), може зупинити прогресування та навіть частково усунути рухові розлади у мишей з експериментальною моделлю хвороби Паркінсона. Дослідження опубліковане в журналі Nature Neuroscience.

Що зробили дослідники?

• Модель паркінсонізму: дофамінергічні нейродегенеративні зміни, характерні для хвороби Паркінсона, були індуковані у мишей за допомогою токсину MPTP.
• Втручання: Тварин утримували в камерах зі зниженим рівнем кисню (гіпоксичне середовище) протягом кількох тижнів до та після введення MPTP. Контрольні миші жили в нормальній атмосфері.
• Оцінка ефекту: Рухову активність перевіряли на обертовому циліндрі та в координаційних тестах, а виживання нейронів оцінювали за допомогою імунофарбування дофамінових клітин у чорній субстанції.

Ключові висновки

1. Відновлення рухових функцій:

   • Миші в умовах гіпоксії зберегли здатність утримуватися на обертовому циліндрі майже на 90% від рівня здорових тварин, тоді як контрольні тварини втратили до 60% цього показника.

2. Захист дофамінових нейронів:

   • Гіпоксичне середовище пригнічувало надмірне накопичення перекису водню та маркерів оксидативного стресу, що сприяло збереженню дофамінових нейронів у чорній субстанції.

3. Вікно для втручання:

   • Найбільш виражений нейропротекторний ефект спостерігався, коли гіпоксія розпочиналася не пізніше ніж за тиждень до токсичної атаки, але навіть після неї «гірський клімат» прискорював часткове відновлення.

Запропоновані механізми

• Зниження оксидативного стресу: зниження PO₂ зменшує утворення активних форм кисню, які є ключовими в патогенезі хвороби Паркінсона.
• Активація адаптивних шляхів: гіпоксія стимулює HIF-1α-залежні гени, що підвищують стійкість нейронів до метаболічного та токсичного стресу.
• Метаболічна економія: зменшення споживання кисню переводить клітини в «економний режим», уповільнюючи дегенеративні процеси.

«Спостерігаючи за відновленням рухової функції, ми зрозуміли, що багато нейронів не мертві – вони просто пригнічені. Гіпоксія «будить» їх і захищає», – каже співавтор дослідження Вамсі Мута.

Можливості та виклики

• Терапевтична гіпоксія: короткі сеанси в камері зі зниженим вмістом O₂ можуть бути доповненням до класичних методів (L-допа та нейростимуляція).
• Безпека та дозування: необхідно визначити оптимальний рівень та тривалість гіпоксії, щоб уникнути побічних ефектів (гіпоксемія, легеневі ризики).
• Клінічні випробування: Майбутнє – ранні пілотні дослідження у людей із хворобою Паркінсона для перевірки переносимості «гіпоксичної терапії» та її впливу на якість життя.

Автори виділяють такі ключові моменти:

1. Нейропротекція через метаболічне «збереження»
   «Гіпоксія переводить дофамінові нейрони у стан низького метаболічного попиту, зменшуючи утворення активних форм кисню та захищаючи клітини від токсичності MPTP», – зазначає професор Вамсі Мута.

2. Час терапії має значення.
   «Ми побачили найбільшу користь, коли гіпоксія була розпочата за 7 днів до введення нейротоксину, але постінсультна гіпоксія також призвела до часткового відновлення функції, відкриваючи вікно для клінічного втручання», – коментує співавтор доктор Джеффрі Міллер.

3. Перспектива «гіпоксичної терапії»
   «Перехід від фармакології до терапевтичної модуляції середовища мозку — це принципово новий підхід. Наше завдання зараз полягає у визначенні оптимальних параметрів O₂ та створенні безпечних протоколів для пацієнтів із хворобою Паркінсона», — підсумовує доктор Лінда Зу.

Ця робота відкриває новий парадигмальний підхід до уповільнення нейродегенерації при хворобі Паркінсона – не за допомогою ліків, а шляхом контролю навколишнього повітря всередині мозку для створення умов, подібних до тих, у яких виживають дофамінові нейрони.