Une nouvelle recherche révèle les avantages thérapeutiques de l'hypoxie pour le syndrome de Leigh, une maladie neurodégénérative.

Lorsque les mitochondries des cellules ne fonctionnent pas correctement, le corps humain peut développer une maladie mitochondriale. Une nouvelle recherche ouvre la voie au traitement des maladies mitochondriales qui affectent le cerveau, montrant que la privation d'oxygène présente des avantages thérapeutiques inattendus - au moins chez les souris.

Les mitochondries sont les petits compartiments dans une cellule, responsables de transformer le sucre et l'oxygène en énergie.

Les maladies mitochondriales peuvent prendre plusieurs formes, car les cellules peuvent être trouvées partout dans le corps humain. Les troubles mitochondriaux peuvent affecter le cerveau, les reins, les yeux et de nombreux autres organes.

Le «syndrome de Leigh» est un tel type de trouble mitochondrial qui affecte le cerveau. La condition est rare; On pense que cela affecte seulement 1 sur 30 000 nouveau-nés.

Le syndrome de Leigh est un trouble neurodégénératif. Il se caractérise par des lésions cérébrales, une perte progressive de la motricité et du tonus musculaire et des retards dans le développement. Les complications peuvent entraîner une mauvaise fonction cardiaque, respiratoire et rénale.

La plupart du temps, le syndrome de Leigh ne peut pas être traité. Une nouvelle étude chez la souris, cependant, suggère que l'hypoxie - c'est-à-dire une privation d'oxygène - peut avoir un avantage inattendu de protéger le cerveau contre cette forme de maladie mitochondriale.

L'étude a été réalisée par des chercheurs de l'Hôpital général du Massachusetts (MGH) à Boston, et les résultats ont été publiés dans le journal PNAS .

Le rôle thérapeutique de l'hypoxie dans la maladie mitochondriale

La nouvelle recherche s'appuie sur les travaux antérieurs de la même équipe. Dans leur étude précédente, les chercheurs ont utilisé un modèle traditionnel de souris du syndrome de Leigh - avec des souris qui avaient le soi-disant gène Ndufs4 éliminé - et les ont placées dans un environnement qui ne comptait que 11 pour cent d'oxygène. C'est l'équivalent d'environ la moitié de ce qui se trouve au niveau de la mer.

Le gène Ndufs4 code pour une protéine qui est essentielle pour le complexe mitochondrial 1 - un complexe enzymatique qui fait partie de la chaîne respiratoire des mitochondries.

Les chercheurs ont constaté que l'environnement hypoxique a considérablement diminué les symptômes typiques du syndrome de Leigh et a prolongé la survie des rongeurs.

En revanche, un environnement avec des niveaux d'oxygène plus élevés que la normale a causé une mort prématurée dans le modèle animal mais n'a eu aucun impact sur les animaux normaux et sains.

Dans la nouvelle étude, l'équipe a cherché non seulement à mieux comprendre l'impact de différents niveaux d'oxygène sur ce modèle de souris, mais aussi à examiner si les implémentations pratiques de l'hypoxie pourraient reproduire les résultats de l'étude précédente.

L'hypoxie continue renverse le syndrome de Leigh chez la souris

La nouvelle étude a révélé que le degré de lésions cérébrales variait avec les niveaux d'oxygène au fil du temps.

Dans l'ensemble, les souris qui ont été traitées avec une hypoxie vivaient pendant une moyenne de 270 jours, alors que ceux qui vivaient dans un environnement avec 21% d'oxygène ont survécu pendant seulement 58 jours en moyenne.

Les études d'imagerie ont montré que les souris Ndufs4-knock-out dans un environnement avec 11 pourcent d'oxygène n'avaient aucune lésion cérébrale lorsqu'ils avaient 250 jours. En revanche, les lésions ont commencé à apparaître dès 60 jours chez des souris qui ont inhalé 21% d'oxygène.

En outre, les souris qui ont inhalé 55% d'oxygène sont mortes rapidement d'un œdème pulmonaire et ont eu des lésions dans l'ampoule olfactive du cerveau.

Un résultat surprenant a été que le traitement hypoxique semblait également inverser les dommages déjà existants. Les lésions dans le cerveau des souris ont disparu après leur passage à un environnement à faible teneur en oxygène et maintenu pendant un mois.

L'équipe a également essayé de déplacer les souris avec des signes de lésions cérébrales qui avaient été logés dans un environnement d'oxygène de 11% dans un environnement de 21%, mais cela a mené à la progression de la maladie et à la mort éventuelle. Cela indique que le traitement doit être continu.

Chercheurs au travail pour trouver des traitements d'hypoxie plus pratiques

Le Dr Vamsi Mootha, du Département de biologie moléculaire de MGH, est un auteur co-senior sur le document. Elle commente ces résultats:

Nous avons trouvé, à notre grande surprise et plaisir, que nous pouvions réellement inverser les maladies avancées. Je ne pense pas que personne ne pense que ces types de maladies neurologiques pourraient être réversibles [...] C'est une étape prochaine extrêmement importante dans notre exploration du potentiel thérapeutique de l'hypoxie pour cette maladie neurodégénérative ".

Cependant, les chercheurs notent l'impraticabilité de leur traitement tel qu'il se présente. Un niveau d'oxygène de 11 pour cent est semblable à ce qui se trouve à très haute altitude, et un traitement continu avec ce niveau d'oxygène ne serait certainement pas très confortable, reconnaissent les auteurs.

À l'avenir, Mootha et l'équipe espèrent comprendre le mécanisme moléculaire derrière les avantages de l'hypoxie afin qu'ils puissent proposer une thérapie plus pratique qui protège le cerveau et renverse les lésions cérébrales.

"Nous essayons également d'identifier d'autres schémas d'hypoxie plus pratiques qui peuvent être efficaces", explique Mootha. "Notre vision est de pouvoir offrir aux patients et à leurs familles une thérapie qui non seulement s'arrête mais guérit la maladie, mais nous Nous travaillons encore dans des modèles animaux. Nous ne sommes pas encore là, mais nous avons toutes les mains sur le pont pour pousser ce concept vers l'avant."

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