Newsflash

Noutăți în cercetare

de Dr. Aurel F. MARIN - apr. 22 2016
Noutăți în cercetare

Hipoxia și aplicațiile ei nebănuite

 

     Principiul după care ceea ce nu te omoară te face mai puternic stă, de fapt, la baza teoriei evoluționiste. După un eveniment catastrofic, cum este de presupus că a fost ciocnirea de Pământ a asteroidului care a eliminat dinozaurii, speciile care nu au dispărut cu totul au fost forțate să evolueze. În atmosfera sărăcită de oxigen, supraviețuitorii au fost cei care s-au adaptat rapid, în doar câteva generații (și acelea accelerate) hipoxiei din mediu. Poate că acesta este și motivul pentru care mecanismele hipoxice sunt unele dintre cele mai bine păstrate, în regnul animal.
     La aceste mecanisme face referire un  studiu1 publicat în revista Science, care realizează o foarte frumoasă demonstrație a modului în care hipoxia ar putea fi o terapie pentru boala mitocondrială. Defectele lanțului respirator mitocondrial stau la baza unui întreg spectru de afecțiuni, care merg de la afecțiuni metabolice congenitale devastatoare la îmbătrânire. Un grup de la Harvard și MIT și-a propus să realizeze o analiză a întregului genom, mediată de sistemul Cas-9 de editare genomică, pentru a identifica factorii protectori față de defectele lanțului respirator mitocondrial. Surprinzător, mecanismul care asigură protecția este hipoxia, programul endogen care a evoluat pentru a permite adaptarea la disponibilitatea limitată a oxigenului.
     Puțini cititori știu, dar mecanismul semnalizării hipoxiei a fost descris într-un studiu2 extrem de important, apărut în urmă cu exact 15 ani. Studiul publicat atunci în Science este unul deosebit de influent, fiind citat deja de peste 3.500 de ori, adică este citat la fiecare zi și jumătate de un alt articol științific. Cercetarea a fost realizată la Harvard, de grupul lui William Kaelin Jr, însă prim autor a fost un brașovean, absolvent al UMF „Carol Davila“ – Mircea Ivan (foto). Contribuția medicului născut în România, în prezent profesor asociat la Indiana University, s-a materializat nu doar într-o serie de articole publicate în cele mai importante reviste științifice ale lumii, ci și în mai multe brevete, care stau la baza unui medicament ajuns într-o fază avansată de cercetare clinică. L-am rugat pe Mircea Ivan să prezinte și să comenteze rezultatele studiului apărut recent în Science, mai ales că la bibliografie sunt citate două din articolele publicate de el în perioada în care a fost la Harvard.
Mircea Ivan (prim-plan) alături de William Kaelin Jr. Românul va susține vineri, 15 aprilie, de la ora 10, în amfiteatrul „George Emil Palade“ al Facultății de Medicină din București, o conferință cu tema: „The Expanding Universe of Oxygen Sensing“, în cadrul congresului Medics 2016, organizat de SOMS (Scientific Organization of Medical Students)
 
     Hipoxia protectoare față de defectele lanțului respirator mitocondrial a fost obținută prin inactivarea genei VHL, un mecanism echivalent funcțional cu activarea HIF (hypoxia-inducible factor), care poate fi realizată prin inhibarea prolil-hidroxilazei HIF. Cu informația aceasta, grupul de la Harvard și MIT a căutat situația clinică în care să verifice o eventuală aplicație. Cel mai la îndemână exemplu a fost sindromul Leigh, pentru care există și un model murin. Testarea ipotezei a avut rezultate spectaculoase, utilizarea roxadustatului (FG-4592, medicamentul dezvoltat pe baza brevetelor deținute de Bill Kaelin Jr și Mircea Ivan) și hipoxia ușoară având efecte robuste în ameliorarea fenotipului de sindrom Leigh la șoareci. De partea cealaltă, hiperoxia a avut efecte adverse. Principalul merit al acestei cercetări este că a demonstrat cât de puternic este impactul activării HIF și cât de eficient a fost medicamentul care acționează asupra acestui mecanism.
     Un alt studiu3, apărut relativ recent în American Journal of Kidney Diseases, compară roxadustatul cu eritropoietina într-un studiu clinic de fază 2 la pacienți aflați pe hemodializă și care prezintă anemie. Spre deosebire de eritropoietină, roxadustat a corectat anemia fără a necesita suplimentare de fier. În plus, inhibitorul de prolil-hidroxilază HIF a avut un efect suplimentar, de reducere a nivelurilor de colesterol.

 

Bypassul neural

 

     Sunt multe patologiile care au beneficiat masiv de progresul medicinii. De la eradicarea unor boli virale prin vaccinare (chiar dacă zădărnicită de grupurile de antivaxxeri, în ultimele două decenii) și cura medicală completă a unor infecții bacteriene sau virale (exemplul hepatitei C este doar cel mai recent), până la intervenții chirurgicale complexe de foarte mare precizie și tratamente personalizate după analize genetice complicate, miliarde de oameni au beneficiat direct de mersul înainte al științei.
     Sunt însă și afecțiuni care încă nu și-au găsit rezolvarea, cu toate că interesul general este uriaș. Cel mai la îndemână exemplu este dat de leziunile traumatice ale măduvei spinării, al căror număr a crescut odată cu urbanizarea și cu circulația rutieră tot mai aglomerată. Mai mult, intervențiile rapide ale ambulanțelor și terapia intensivă avansată fac ca tot mai multe victime ale accidentelor să supraviețuiască traumatismului, însă cu deficite funcționale importante. Cum cele mai multe astfel de traumatisme se produc la populația activă, adesea în stare de deplină sănătate, speranța de viață a unui pacient cu leziune spinală tinde să o egaleze pe cea a populației generale. Iată de ce medicina neurorestauratoare și neuroregenerativă atrage fonduri importante, chiar dacă rezultatele din cercetare nu ne dau încă prea multe motive de optimism.
     O speranță pentru victimele leziunilor medulare vine însă din dezvoltarea unor dispozitive neuroprotetice, care preiau semnalul electric generat în amonte de leziune și îl transmit în aval de aceasta, fie direct unor proteze, fie membrelor ieșite de sub controlul cerebral, dar altfel indemne. Un articol4 publicat miercurea aceasta (13 aprilie) în revista Nature prezintă cazul unui pacient tetraplegic cu leziune a măduvei cervicale care a beneficiat de o neuroproteză avansată. Frizând destul de mult SF-ul, grupul din Columbus (Ohio) i-a implantat pacientului (un bărbat în vârstă de 24 de ani cu secțiune la nivelul C5/C6 în urma unui accident de scufundare) o rețea intracorticală de microelectrozi, menită să înregistreze activitatea electrică de la nivelul cortexului motor. Prin algoritmi dezvoltați în timp, semnalele electrice au fost interpretate de un program de calculator, înainte de a fi transmise mai departe către o interfață neuromusculară avansată, conectată la musculatura și inervația antebrațului drept. La început, sistemul i-a permis pa­ci­en­tului doar mișcări izolate ale degetelor mâinii. În timpul antrenamentului, care a durat timp de 15 luni (până la trei sesiuni în fiecare săptămână), acesta a reușit să obțină controlul cortical asupra a șase tipuri de mișcări ale mâinii (inclusiv din articulația pe antebraț), care i-au permis realizarea unor acțiuni relevante pentru funcționare în viața de zi cu zi. Prin utilizarea sistemului, afectarea motorie s-a ameliorat, de la nivelul inițial al secțiunii (C5/C6) la un nivel asimilabil unei leziuni C7/T1. Diferența este uriașă, deoarece constă în abilitatea de a apuca, manipula și elibera obiectele.
Fig. 1 – Sistemul de bypass neural în uz, cu pacientul în fața calculatorului
© A. Morgan, T. R. Massey
 
     Foarte probabil că soluția oferită de dispozitivul de bypass neural nu este una perfectă, dar, până la descoperirea unei metode neurorestauratoare sau de regenerare a nervilor secționați, această soluție ar putea fi de mare folos pacienților cu dizabilități majore, oferindu-le acestora șansa unei funcționări minime, dar infinit mai mare decât în absența oricărei intervenții.

Notă autor:

1. Jain IH et al. Hypoxia as a therapy for mitochondrial disease. Science. 2016 Apr 1;352(6281):54-61

2. Ivan M et al. HIFalpha targeted for VHL-mediated destruction by proline hydroxylation: implications for O2 sensing. Science. 2001 Apr 20;292(5516):464-8

3. Provenzano R et al. Roxadustat (FG-4592) versus epoetin alfa for anemia in patients receiving maintenance hemodialysis: a phase 2, randomized, 6- to 19-week, open-label, active-comparator, dose-ranging, safety and exploratory efficacy study. Am J Kidney Dis. 2016 Feb 2

4. Bouton CE et al. Restoring cortical control of functional movement in a human with quadriplegia. Nature. 2016 Apr 13

Abonează-te la Viața Medicală!

Dacă vrei să fii la curent cu tot ce se întâmplă în lumea medicală, abonează-te la „Viața Medicală”, publicația profesională, socială și culturală a profesioniștilor în Sănătate din România!

  • Tipărit + digital – 249 de lei
  • Digital – 169 lei

Titularii abonamentelor pe 12 luni sunt creditați astfel de:

  • Colegiul Medicilor Stomatologi din România – 5 ore de EMC
  • Colegiul Farmaciștilor din România – 10 ore de EFC
  • OBBCSSR – 7 ore de formare profesională continuă
  • OAMGMAMR – 5 ore de EMC

Află mai multe informații despre oferta de abonare.

Cookie-urile ne ajută să vă îmbunătățim experiența pe site-ul nostru. Prin continuarea navigării pe site-ul www.viata-medicala.ro, veți accepta implicit folosirea de cookie-uri pe parcursul vizitei dumneavoastră.

Da, sunt de acord Aflați mai multe