Uno studio dell’UCLA-Harvard ha identificato 10 insetticidi attualmente in uso che danneggiano in modo significativo i neuroni implicati nella malattia di Parkinson. Lo studio ha utilizzato un database di pesticidi della California per trovare pesticidi tossici per i neuroni dopaminergici, che sono essenziali per il movimento volontario. La ricerca ha scoperto 53 pesticidi potenzialmente collegati al morbo di Parkinson, con una miscela brevettata utilizzata nella coltivazione del cotone che mostra una maggiore tossicità. La ricerca futura si concentrerà sui disturbi biologici causati da questi pesticidi nei malati di Parkinson.

Con migliaia di pesticidi in uso, un nuovo approccio di screening potrebbe rendere più facile per i ricercatori determinare quali sono collegati alla malattia.

Ricercatori dell’Università della California, Los Angeles ([{” attribute=””>UCLA) Health and Harvard University have identified 10 pesticides that significantly damaged neurons implicated in the development of Parkinson’s disease, providing new clues about environmental toxins’ role in the disease.

While environmental factors such as pesticide exposure have long been linked to Parkinson’s, it has been harder to pinpoint which pesticides may raise risk for the neurodegenerative disorder. Just in California, the nation’s largest agricultural producer and exporter, there are nearly 14,000 pesticide products with over 1,000 active ingredients registered for use.

Through a novel pairing of epidemiology and toxicity screening that leveraged California’s extensive pesticide use database, UCLA and Harvard researchers were able to identify 10 pesticides that were directly toxic to dopaminergic neurons. The neurons play a key role in voluntary movement, and the death of these neurons is a hallmark of Parkinson’s.

Further, the researchers found that co-exposure of pesticides that are typically used in combinations in cotton farming were more toxic than any single pesticide in that group.

For this study, published on May 16 in the journal Nature Communications, UCLA researchers examined exposure history going back decades for 288 pesticides among Central Valley patients with Parkinson’s disease who had participated in previous studies. The researchers were able to determine long-term exposure for each person and then, using what they labeled a pesticide-wide association analysis, tested each pesticide individually for association with Parkinson’s. From this untargeted screen, researchers identified 53 pesticides that appeared to be implicated in Parkinson’s – most of which had not been previously studied for a potential link and are still in use.

Those results were shared for lab analysis led by Richard Krolewski, MD, PhD, an instructor of neurology at Harvard and neurologist at Brigham and Women’s Hospital. He tested the toxicity for most of those pesticides in dopaminergic neurons that had been derived from Parkinson’s patients through what’s known as induced pluripotent stem cells, which are a type of “blank slate” cell that can be reprogrammed into neurons that closely resemble those lost in Parkinson’s disease.

The 10 pesticides identified as directly toxic to these neurons included: four insecticides (dicofol, endosulfan, naled, propargite), three herbicides (diquat, endothall, trifluralin), and three fungicides (copper sulfate [basic and pentahydrate] e Volpe). La maggior parte dei pesticidi sono ancora utilizzati oggi negli Stati Uniti.

A parte la loro tossicità per i neuroni dopaminergici, c’è poco che unisce questi pesticidi. Ha una gamma di tipi di utilizzo, è strutturalmente distinto e non condivide una precedente classificazione di tossicità.

I ricercatori hanno anche testato la tossicità di più pesticidi comunemente usati sui campi di cotone nello stesso periodo, secondo il California Pesticide Database. Le combinazioni contenenti trifluralin, uno degli erbicidi più popolari in California, hanno prodotto la massima tossicità. Precedenti ricerche nell’Agricultural Health Study, un grande progetto di ricerca che coinvolge applicatori di pesticidi, lo hanno implicato anche nel morbo di Parkinson.

La dott.ssa Kimberly Ball, autrice principale e assistente professore di neuroscienze presso l’UCLA, ha affermato che lo studio ha dimostrato che il loro approccio potrebbe esaminare ampiamente i pesticidi implicati nella malattia di Parkinson e comprendere meglio la forza di queste associazioni.

“Siamo stati in grado di coinvolgere più singoli agenti che in qualsiasi altro studio prima, ed è stato fatto in modo completamente imparziale”, ha detto Paul. “Quando combini questo tipo di esame agnostico con un modello da campo a campo, puoi identificare quali pesticidi sembrano essere molto importanti nella malattia”.

I ricercatori hanno in programma di studiare le caratteristiche epigenetiche e metaboliche correlate all’esposizione utilizzando l’omica integrativa per aiutare a caratterizzare i percorsi biologici che vengono interrotti tra i pazienti con Parkinson esposti ai pesticidi. Studi meccanicistici più dettagliati degli specifici processi neuronali influenzati da pesticidi come trifluralin e rame sono in corso anche presso Harvard/Brigham e Women’s Laboratories. Il lavoro di laboratorio si concentra su effetti distinti sui neuroni dopaminergici e sui neuroni corticali, che sono importanti rispettivamente per il movimento ei sintomi cognitivi dei pazienti affetti da Parkinson. Anche la scienza di base si sta espandendo per includere studi sui pesticidi su cellule non neuronali nel cervello – la glia – al fine di comprendere meglio come i pesticidi influenzano la funzione di queste cellule critiche.

Riferimento: “Pesticide and iPSC Screen Dopaminergic Neurons Identifica e classifica i pesticidi correlati al morbo di Parkinson” di Kimberly C. Miles Cockburn, Laura K. Thompson, Alexander Kramerman, Elizabeth M. Richie Blair, Yoo Jun Lee, Herr B. Patel, Richard T. Lee, Jeff Bronstein, Lee L. Rubin, Vikram Khurana, Pete Ritz 16 maggio 2023 Disponibile qui Comunicazioni sulla natura.
DOI: 10.1038/s41467-023-38215-z

Altri autori includono Edinson Lucumi Moreno, Jacques Blank, Christina M. Holton, Tim Affeldt, Melissa Furlong, Yo-Yo, Miles Cockburn, Laura K. Thompson, Alexander Kramerman, Elizabeth M. Richie Blair, Yu-Jun Lee e Her B. Patel. e Richard T. Lee, Jeff Bronstein, Lee L. Rubin, Vikram Khurana e Betty Ritz.