I ricercatori identificano 10 pesticidi tossici per i neuroni coinvolti nel morbo di Parkinson

I ricercatori dell'UCLA Health e di Harvard hanno identificato 10 pesticidi che hanno danneggiato in modo significativo i neuroni implicati nello sviluppo del morbo di Parkinson, fornendo nuovi indizi sul ruolo delle tossine ambientali nella malattia.

Sebbene fattori ambientali come l’esposizione ai pesticidi siano stati a lungo collegati al morbo di Parkinson, è stato più difficile individuare quali pesticidi possano aumentare il rischio di questa malattia neurodegenerativa. Solo in California, il più grande produttore ed esportatore agricolo della nazione, ci sono quasi 14.000 prodotti pesticidi con oltre 1.000 principi attivi registrati per l'uso.

Attraverso una nuova combinazione di screening epidemiologico e tossicologico che ha sfruttato l’ampio database sull’uso dei pesticidi della California, i ricercatori dell’UCLA e di Harvard sono stati in grado di identificare 10 pesticidi che erano direttamente tossici per i neuroni dopaminergici. I neuroni svolgono un ruolo chiave nel movimento volontario e la morte di questi neuroni è un segno distintivo del morbo di Parkinson.

Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che la co-esposizione di pesticidi tipicamente utilizzati in combinazioni nella coltivazione del cotone era più tossica di qualsiasi singolo pesticida in quel gruppo.

Per questo studio, pubblicato il 16 maggio su Nature Communications, i ricercatori dell'UCLA hanno esaminato la storia dell'esposizione risalente a decenni fa per 288 pesticidi tra i pazienti della Central Valley affetti da morbo di Parkinson che avevano partecipato a studi precedenti. I ricercatori sono stati in grado di determinare l'esposizione a lungo termine per ogni persona e poi, utilizzando quella che hanno etichettato come un'analisi di associazione a livello di pesticidi, hanno testato ciascun pesticida individualmente per verificarne l'associazione con il Parkinson. Da questo screening non mirato, i ricercatori hanno identificato 53 pesticidi che sembravano essere implicati nel morbo di Parkinson, la maggior parte dei quali non era stata precedentemente studiata per un potenziale collegamento e sono ancora in uso.

Tali risultati sono stati condivisi per l'analisi di laboratorio condotta da Richard Krolewski, MD, PhD, istruttore di neurologia ad Harvard e neurologo al Brigham and Women's Hospital. Ha testato la tossicità della maggior parte di questi pesticidi nei neuroni dopaminergici che erano stati derivati ​​da pazienti affetti da Parkinson attraverso le cosiddette cellule staminali pluripotenti indotte, che sono un tipo di cellula "tabula rasa" che può essere riprogrammata in neuroni che somigliano molto a quelli perduti nel cervello. Morbo di Parkinson.

I 10 pesticidi identificati come direttamente tossici per questi neuroni includevano: quattro insetticidi (dicofol, endosulfan, naled, propargite), tre erbicidi (diquat, endothall, trifluralin) e tre fungicidi (solfato di rame [basico e pentaidrato] e folpet). La maggior parte dei pesticidi sono ancora in uso oggi negli Stati Uniti.

A parte la loro tossicità nei neuroni dopaminergici, c’è poco che unifica questi pesticidi. Hanno una gamma di tipi di utilizzo, sono strutturalmente distinti e non condividono una precedente classificazione di tossicità.

I ricercatori hanno anche testato la tossicità di più pesticidi comunemente applicati nei campi di cotone nello stesso periodo, secondo il database dei pesticidi della California. Le combinazioni che coinvolgono trifluralin, uno degli erbicidi più comunemente usati in California, hanno prodotto la maggiore tossicità. Precedenti ricerche nell'Agricultural Health Study, un ampio progetto di ricerca che coinvolge applicatori di pesticidi,aveva anche implicato il trifluralin nel morbo di Parkinson.

Kimberly Paul, PhD, autore principale e assistente professore di neurologia presso l'UCLA, ha affermato che lo studio ha dimostrato che il loro approccio potrebbe effettuare uno screening ampio dei pesticidi implicati nel Parkinson e comprendere meglio la forza di queste associazioni.

"Siamo stati in grado di coinvolgere singoli agenti più di quanto qualsiasi altro studio avesse fatto prima, ed è stato fatto in modo completamente agnostico", ha detto Paul. "Quando si unisce questo tipo di screening agnostico con un paradigma dal campo al banco, è possibile individuare i pesticidi che sembrano essere piuttosto importanti nella malattia."

I ricercatori stanno pianificando di studiare le caratteristiche epigenetiche e metabolomiche legate all'esposizione utilizzando metodi omici integrativi per aiutare a descrivere quali percorsi biologici sono interrotti tra i pazienti con malattia di Parkinson che hanno subito un'esposizione ai pesticidi. Presso i laboratori di Harvard/Brigham e Women sono in corso anche studi meccanicistici più dettagliati sugli specifici processi neuronali influenzati da pesticidi come il trifluralin e il rame. Il lavoro di laboratorio si concentra sugli effetti distinti sui neuroni della dopamina e sui neuroni corticali, che sono importanti rispettivamente per il movimento e i sintomi cognitivi nei pazienti con malattia di Parkinson. La scienza di base si sta espandendo anche agli studi sui pesticidi sulle cellule non neuronali del cervello – le glia – per comprendere meglio come i pesticidi influenzano la funzione di queste cellule critiche.