Investigadores del Instituto Broad y del Mass General Brigham han demostrado que un ambiente con poco oxígeno (similar al aire enrarecido que se encuentra en el campamento base del Monte Everest) puede proteger el cerebro y restaurar el movimiento en ratones con una enfermedad similar al Parkinson.

La nueva investigación, publicada en ‘Nature Neuroscience’, sugiere que la disfunción celular en el Parkinson conduce a la acumulación de moléculas de oxígeno en exceso en el cerebro, que luego alimentan la neurodegeneración, y que reducir la ingesta de oxígeno podría ayudar a prevenir o incluso revertir los síntomas del Parkinson.

«El hecho de que hayamos observado cierta reversión del daño neurológico es realmente emocionante», afirma el coautor principal Vamsi Mootha, miembro del instituto Broad, profesor de biología de sistemas y medicina en la Facultad de Medicina de Harvard e investigador del Instituto Médico Howard Hughes en el Departamento de Biología Molecular del Hospital General de Massachusetts (MGH), miembro fundador del sistema de salud Mass General Brigham.

«Nos indica que existe un periodo durante el cual algunas neuronas son disfuncionales, pero aún no están muertas, y que podemos restaurar su función si intervenimos a tiempo», añade.

«Los resultados plantean la posibilidad de un paradigma completamente nuevo para abordar la enfermedad de Parkinson», añade el coautor principal Fumito Ichinose, profesor de anestesia William TG Morton en la Facultad de Medicina de Harvard y el MGH.

Los investigadores advierten que es demasiado pronto para traducir estos resultados directamente a nuevos tratamientos para los pacientes. Enfatizan que respirar aire con bajo contenido de oxígeno sin supervisión, especialmente de forma intermitente, por ejemplo, solo por la noche, puede ser peligroso e incluso agravar la enfermedad.

Sin embargo, se muestran optimistas de que sus hallazgos podrían impulsar el desarrollo de nuevos medicamentos que imiten los efectos del bajo nivel de oxígeno.

El estudio se basa en una década de investigación de Mootha y otros sobre la hipoxia (la condición de tener niveles de oxígeno inferiores a lo normal en el cuerpo o los tejidos) y su inesperada capacidad para proteger contra los trastornos mitocondriales.

«Primero vimos que la falta de oxígeno podía aliviar los síntomas cerebrales en algunas enfermedades raras donde las mitocondrias se ven afectadas, como el síndrome de Leigh y la ataxia de Friedreich», señala Mootha, quien dirige el Acelerador de Ataxia de Friedreich en Broad

planteó la pregunta: ¿Podría ocurrir lo mismo en enfermedades neurodegenerativas más comunes como el Parkinson?», añade Eizo Marutani, instructor de anestesia en el MGH y la Facultad de Medicina de Harvard, primer autor del nuevo artículo.

La enfermedad de Parkinson, que afecta a más de 10 millones de personas en todo el mundo, provoca la pérdida progresiva de neuronas en el cerebro, lo que provoca temblores y lentitud en los movimientos. Las neuronas afectadas por el Parkinson también acumulan gradualmente cúmulos proteicos tóxicos llamados cuerpos de Lewy.

Algunas evidencias bioquímicas sugieren que estos cúmulos interfieren con la función de las mitocondrias, las diminutas centrales energéticas de la célula que Mootha sabía que estaban alteradas en otras enfermedades que podían tratarse con hipoxia.

Además, según anécdotas, las personas con Parkinson parecen sobrellevar mejor las grandes altitudes. Y los fumadores crónicos -que presentan niveles elevados de monóxido de carbono, lo que reduce la oxigenación de los tejidos- también parecen tener un menor riesgo de desarrollar Parkinson.

«Basándonos en esta evidencia, nos interesamos mucho en el efecto de la hipoxia en la enfermedad de Parkinson», señala Ichinose.

Mootha e Ichinose recurrieron a un modelo murino de Parkinson bien establecido, en el que se inyectan a los animales grupos de las proteínas a-sinucleína, que promueven la formación de cuerpos de Lewy. Los ratones se dividieron en dos grupos: uno respirando aire normal (21% de oxígeno) y el otro alojado continuamente en cámaras con 11% de oxígeno, comparable a vivir a una altitud de unos 4.800 metros.

Un nuevo paradigma para el parkinson

Los resultados fueron sorprendentes. Tres meses después de recibir inyecciones de proteína a-sinucleína, los ratones que respiraban aire normal presentaban niveles elevados de cuerpos de Lewy, neuronas muertas y graves problemas de movimiento.

Los ratones que habían respirado aire con bajo contenido de oxígeno desde el principio no perdieron neuronas ni mostraron signos de problemas de movimiento, a pesar de desarrollar abundantes cuerpos de Lewy.

Los hallazgos muestran que la hipoxia no estaba deteniendo la formación de cuerpos de Lewy sino que estaba protegiendo a las neuronas de los efectos dañinos de estos grupos de proteínas, lo que potencialmente sugiere un nuevo modo de tratar el Parkinson sin apuntar a la a-sinucleína o los cuerpos de Lewy, dijo Ichinose.

Es más, cuando se introdujo la hipoxia seis semanas después de la inyección, cuando los síntomas ya estaban apareciendo, siguió funcionando. Las habilidades motoras de los ratones se recuperaron, sus comportamientos similares a la ansiedad se desvanecieron y la pérdida de neuronas en el cerebro se detuvo.

Para explorar más a fondo el mecanismo subyacente, el equipo analizó las células cerebrales de los ratones y descubrió que los ratones con síntomas de Parkinson presentaban niveles de oxígeno mucho más altos en algunas partes del cerebro que los ratones de control y los que habían respirado aire con bajo contenido de oxígeno. Este exceso de oxígeno, según los investigadores, probablemente se deba a una disfunción mitocondrial.

Las mitocondrias dañadas no pueden utilizar el oxígeno eficientemente, por lo que este se acumula hasta alcanzar niveles perjudiciales. «Demasiado oxígeno en el cerebro resulta tóxico», dijo Mootha. «Al reducir el suministro general de oxígeno, estamos interrumpiendo el proceso que provoca ese daño», afirma.

Hipoxia en una pastilla

Se necesita más investigación antes de que los hallazgos puedan utilizarse directamente para tratar el Parkinson. Mientras tanto, Mootha y su equipo están desarrollando fármacos para la hipoxia en una pastilla que imitan los efectos de la falta de oxígeno para tratar potencialmente los trastornos mitocondriales, y creen que un enfoque similar podría funcionar para algunas formas de neurodegeneración.

Si bien no todos los modelos neurodegenerativos responden a la hipoxia, este enfoque ha demostrado tener éxito en modelos de ratones con Parkinson, síndrome de Leigh, ataxia de Friedreich y envejecimiento acelerado.

«Puede que no sea un tratamiento para todos los tipos de neurodegeneración, pero es un concepto poderoso que podría cambiar nuestra forma de pensar sobre el tratamiento de algunas de estas enfermedades», concluye Mootha.

Fuente: infosalus.com