El aire fino puede revertir el daño cerebral debido a defectos mitocondriales en ratones.
Después de un mes de respirar aire que contiene aproximadamente la mitad de la cantidad habitual de oxígeno, las lesiones reveladoras en el cerebro de estos ratones habían desaparecido, el investigador del Instituto Médico Howard Hughes HHMI, Vamsi Mootha, y sus colegas informaron en línea el 8 de mayo en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
"Encontramos, para nuestra gran sorpresa y deleite, que en realidad podríamos revertir la enfermedad avanzada", dice Mootha. "No creo que nadie pensara que este tipo de enfermedades neurológicas podrían ser reversibles".
Es un cambio notable, aunque el resultado se observó en ratones, no en humanos. Se necesita más investigación antes de que se pueda utilizar un enfoque similar para tratar a las personas, advierte Mootha, bióloga mitocondrial del Hospital General de Massachusetts en Boston. Aún así, elLos hallazgos apuntan a la promesa de una terapia baja en oxígeno para prevenir, o incluso revertir, los trastornos mitocondriales en las personas.
Uno de estos trastornos es el síndrome de Leigh, una enfermedad rara que aparece con frecuencia en los primeros años de vida. El trastorno se caracteriza por lesiones cerebrales progresivas, pérdida de habilidades motoras, retrasos en el desarrollo y falta de crecimiento. La mayoría de las formas dela enfermedad no tiene tratamientos probados.
Sin embargo, Mootha y su equipo tuvieron lo que parece una idea contraintuitiva. En 2016, los investigadores informaron que la hipoxia, o deficiencia de oxígeno, en realidad mejora la salud de los ratones genéticamente modificados para tener mitocondrias disfuncionales, pequeños orgánulos productores de energía. Esos resultados,publicado en ciencia , fueron tentadores y también plantearon una serie de preguntas, como cuánto tiempo viven realmente estos ratones tratados y si el tratamiento de la hipoxia debe ser continuo.
Los nuevos hallazgos responden algunas de estas preguntas. "En un nivel alto, esto está explorando el notable potencial y también las limitaciones de la hipoxia", dice Mootha.
Los ratones en el estudio fueron modificados genéticamente para carecer de un gen llamado Ndufs4 que codifica una proteína esencial para una parte de las mitocondrias llamada complejo I. Ese mismo gen está mutado en algunas personas con síndrome de Leigh.
Cuando estos ratones se alojaron en cámaras que contenían aire normal que contenía 21 por ciento de oxígeno, el equivalente a lo que una persona respiraría al nivel del mar, desarrollaron lesiones cerebrales y tuvieron una mediana de supervivencia de 58 días. Pero cuando se mantuvo a estos ratonesMootha y sus colegas encontraron que en cámaras que contenían 11 por ciento de oxígeno, su tiempo de supervivencia promedio se extendió a 270 días. Además, las imágenes de resonancia magnética revelaron que estos ratones no tenían signos de tejido cerebral anormalmente brillante, lesiones que a menudo indican degeneración.
El once por ciento de oxígeno está cerca de lo que una persona encontraría en altitudes altas, como el campamento base en el Monte Everest. "¿Es súper cómodo? Ciertamente no", dice Mootha, pero una persona sana podría tolerarlo.
Basado en el trabajo anterior de su equipo, Mootha no se sorprendió de que los ratones tratados con hipoxia vivieran más tiempo. Pero un resultado diferente fue inesperado: un cambio a condiciones hipóxicas parecía revertir el daño cerebral existente. Después de un mes de respirar con poco oxígenoaire, las lesiones en el cerebro de los ratones desaparecieron, revelaron imágenes de resonancia magnética.
Si bien los resultados en los ratones son "profundos y sorprendentes", Mootha enfatiza que la investigación aún se encuentra en una etapa temprana. Se necesita mucho más trabajo antes de que la hipoxia pueda usarse para tratar a las personas con trastornos de las mitocondrias ". No estamoslisto aún para entrar en la clínica ", dice.
Otros resultados ayudan a ilustrar los obstáculos restantes para desarrollar una terapia de hipoxia. Mootha y su equipo esperaban encontrar beneficios para afecciones más moderadas con poco oxígeno, como períodos intermitentes de hipoxia o niveles de oxígeno ligeramente más altos. Pero hasta ahora, los resultadossugieren que solo el 11 por ciento de oxígeno continuo funciona. "La parte decepcionante fue que no se nos ocurrió un régimen más práctico, al menos en este documento", dice Mootha.
Aún así, él y su equipo planean seguir buscando otras formas de obtener los beneficios de la hipoxia sin las condiciones de hipoxia intensa, tal vez con una molécula pequeña. Los investigadores también planean estudiar cómo funciona exactamente la respuesta a la hipoxia, qué tan bajo en oxígenolas condiciones encienden los esfuerzos moleculares para proteger y reparar el cerebro.
Los resultados tienen implicaciones que se extienden más allá de las enfermedades mitocondriales. Los trastornos neurodegenerativos que se han asociado con el envejecimiento, e incluso el envejecimiento normal, se han relacionado con un poder mitocondrial disminuido. "A medida que todos envejecemos, nuestra actividad mitocondrial disminuye", dice MoothaLa hipoxia, o una droga que imita un aspecto clave de ella, algún día podría rejuvenecer las mitocondrias marcadas, y quizás también el envejecimiento del cuerpo.
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Materiales proporcionados por Instituto Médico Howard Hughes . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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