Lavt ilt reverserer neurodegenerativ sygdom hos mus


Lavt ilt reverserer neurodegenerativ sygdom hos mus

Ny forskning afslører de terapeutiske fordele ved hypoxi for Leigh syndrom, en neurodegenerativ sygdom.

Når cellerne mitokondrier ikke fungerer ordentligt, kan den menneskelige krop udvikle en mitokondriel sygdom. Ny forskning baner vejen for behandling af mitochondriale sygdomme, som påvirker hjernen, hvilket viser, at iltmangel har uventede terapeutiske fordele - i hvert fald hos mus.

Mitokondrier er de små rum i en celle, der er ansvarlige for at dreje sukker og ilt til energi.

Mitokondrie sygdomme kan tage mange former, da celler kan findes overalt i menneskekroppen. Mitokondriale lidelser kan påvirke hjernen, nyrerne, øjnene og mange andre organer.

"Leigh syndrom" er en sådan form for mitokondriel lidelse, som påvirker hjernen. Tilstanden er sjælden; Det antages kun at påvirke 1 ud af 30.000 nyfødte.

Leigh syndrom er en neurodegenerativ lidelse. Det er karakteriseret ved hjerneskader, et progressivt tab af motoriske færdigheder og muskeltoner og forsinkelser i udviklingen. Komplikationer kan føre til dårlig hjerte-, åndedræts- og nyrefunktion.

Det meste af tiden kan Leigh syndrom ikke behandles. En ny undersøgelse hos mus antyder imidlertid, at hypoxi - det vil sige en iltabsorption - kan have den uventede fordel at beskytte hjernen mod denne form for mitokondriel sygdom.

Undersøgelsen blev udført af forskere fra Massachusetts General Hospital (MGH) i Boston, og resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet PNAS .

Den terapeutiske rolle hypoxi i mitokondriel sygdom

Den nye forskning bygger på tidligere arbejde af samme team. I deres tidligere undersøgelse brugte forskerne en traditionel musemodel af Leigh syndrom - med mus, der havde det såkaldte Ndufs4-gen slået fra - og placerede dem i et miljø, der kun havde 11 procent ilt. Dette svarer til ca. halvdelen af ​​det, der findes på havniveau.

Ndufs4 genet koder for et protein, der er nøglen til mitokondrialkomplekset 1 - et enzymkompleks, der er en del af respiratoriske kæde af mitokondrier.

Forskerne fandt, at det hypoxiske miljø signifikant mindskede typiske symptomer på Leigh syndrom og forlængede gnagernes overlevelse.

Derimod forårsagede et miljø med niveauer af ilt højere end normalt for tidlig død i dyremodellen, men havde ingen indflydelse på normale sunde dyr.

I den nye undersøgelse sigte teamet ikke blot på bedre at forstå virkningen af ​​forskellige iltniveauer på denne musemodel, men også at undersøge, om praktiske implementeringer af hypoxi kunne replikere resultaterne fra det tidligere studie.

Kontinuerlig hypoxi reverserer Leigh syndrom hos mus

Den nye undersøgelse viste, at graden af ​​hjerneskade varierede med niveauerne af ilt over tid.

Samlet set levede mus, der var blevet behandlet med hypoxi, i gennemsnit 270 dage, mens de, der levede i et miljø med 21 procent ilt, overlevede i gennemsnit kun 58 dage.

Imaging undersøgelser viste, at Ndufs4-knockout-mus i et miljø med 11 procent oxygen ikke havde hjerneskader, da de var 250 dage gamle. Derimod begyndte læsionerne at forekomme allerede i 60 dage hos mus, der indåndede 21 procent oxygen.

Derudover døde mus, der indåndede 55 procent ilt, hurtigt af lungeødem og havde læsioner i hjernens lugtpære.

Et overraskende resultat var at hypoxisk behandling også syntes at vende den allerede eksisterende skade. Skaderne i musens hjerner forsvandt, efter at de blev skiftet til et miljø med lavt iltindhold og holdt der i en måned.

Holdet forsøgte også at flytte mus med tegn på hjerneskade, der havde været anbragt i en 11 procent oxygenmiljø i et 21 procent miljø, men dette førte til sygdommens fremgang og eventuel død. Dette indikerer, at behandlingen skal være kontinuerlig.

Forskere på arbejde for at finde mere praktiske hypoxi behandlinger

Dr. Vamsi Mootha, fra MGH's afdeling for molekylærbiologi, er en medforfatter på papiret. Hun kommenterer disse resultater:

Vi fandt, meget til vores overraskelse og glæde, at vi faktisk kunne vende om avanceret sygdom. Jeg tror ikke, nogen troede på, at disse typer neurologiske sygdomme kunne være reversible [...] Dette er et yderst vigtigt næste skridt i vores udforskning af det terapeutiske potentiale for hypoxi for denne neurodegenerative sygdom."

Forskerne bemærker dog den upraktiske karakter af deres behandling som den står. Et iltniveau på 11 procent svarer til det, der findes på meget høje højder, og en kontinuerlig behandling med dette iltniveau ville helt sikkert ikke føle sig meget behageligt, forfatterne indrømmer.

I fremtiden håber Mootha og team at forstå den molekylære mekanisme bag fordelene ved hypoxi, så de kan komme med en mere praktisk terapi, som beskytter hjernen og reverserer hjerneskade.

"Vi arbejder også på at forsøge at identificere andre mere praktiske hypoxi-ordninger, der kan være effektive," siger Mootha. "Vores vision er at kunne tilbyde patienter og deres familier en terapi, som ikke kun stopper men helbreder sygdom, men vi "Arbejder stadigvæk kun i dyremodeller. Vi er ikke der endnu, men vi har alle hænder på dæk for at skubbe dette koncept fremad."

Lær, hvordan indsigt i mitokondrie 'strømnettet' øger forståelsen af ​​hjertemusklen.

El Salvador War Documentaries (Video Medicinsk Og Professionel 2019).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Medicinsk praksis