В течение нескольких лет неврологи в Лос-Анджелесе изучают случай, когда существует связь между пестицидами и болезнью Паркинсона. На сегодняшний день паракват, манеб и зирам – общие химические вещества, распыленные в Центральной долине Калифорнии и в других местах – были связаны с увеличением заболеваемости не только среди сельскохозяйственных рабочих, но и у людей, которые просто жили или работали вблизи полей и, вероятно, вдыхали дрейфующие частицы.
Теперь исследователи из Лос-Анджелеса обнаружили связь между паркинсоном и другим пестицидом, беномилом, токсикологические эффекты которого все еще сохраняются примерно через 10 лет после того, как химическое вещество было запрещено Агентством по охране окружающей среды США.
Еще более важно, что исследование показывает, что повреждающая серия событий, приводимых в движение беномилом, может также возникать у людей с болезнью Паркинсона, которые никогда не подвергались воздействию пестицида, по словам Джеффа Бронштейна, старшего автора исследования и профессора неврологии в UCLA и его коллегами.
Говорят, что воздействие Беномила начинает каскад клеточных событий, которые могут привести к болезни Паркинсона. Пестицид препятствует тому, чтобы фермент под названием ALDH (альдегиддегидрогеназа) держал крышку на допале, токсине, который, естественно, встречается в головном мозге. При отсутствии контроля над ALDH, DOPAL накапливается, повреждает нейроны и увеличивает риск развития личности Паркинсона.
Исследователи полагают, что их данные о беномиле могут быть обобщены для всех пациентов Паркинсона. Говорят, что разработка новых лекарств для защиты активности АЛДГ может в конечном итоге помочь замедлить прогрессирование заболевания, независимо от того, подвергался ли человек воздействию пестицидов.
Исследование опубликовано в текущем онлайн-издании «Труды Национальной академии наук».
Болезнь Паркинсона – изнурительное нейродегенеративное расстройство, которое поражает миллионы людей во всем мире. Его симптомы – включая тремор, жесткость и замедленные движения и речь – увеличиваются с прогрессирующим дегенерацией нейронов, прежде всего в части среднего мозга, называемой субстанциальной нигрой. Эта область обычно производит допамин, нейротрансмиттер, который позволяет клеткам общаться, а повреждение мозга мозга связано с этим заболеванием. Обычно, к тому времени, как проявляются симптомы Паркинсона, более половины этих нейронов, известных как допаминергические нейроны, уже потеряны.
В то время как исследователи выявили некоторые генетические вариации, которые вызывают унаследованную форму Паркинсона, лишь небольшую часть заболевания можно обвинить в генах, сказал первый автор исследования, Артур Г. Фитцморис, аспирант в лаборатории Бронштейна.
«В результате экологические факторы почти наверняка играют важную роль в этом беспорядке», – сказал Фитцморис. «Понимание соответствующих механизмов, особенно то, что вызывает избирательную потерю дофаминергических нейронов, может дать важные подсказки, чтобы объяснить, как развивается болезнь».
Беномил широко использовался в США в течение трех десятилетий, пока токсикологические данные не показали, что это потенциально может привести к опухолям печени, порокам головного мозга, репродуктивным эффектам и канцерогенезу. Он был запрещен в 2001 году.
Исследователи хотели исследовать, существует ли связь между беномилом и паркинсоном, что продемонстрировало бы возможность долгосрочного токсикологического воздействия на использование пестицидов, даже спустя десятилетие после хронического воздействия. Но поскольку прямая причинно-следственная связь между пестицидом и паркинсоном не может быть установлена путем тестирования людей, исследователи пытались определить, может ли воздействие на экспериментальных моделях дублировать некоторые патологические особенности болезни.
Они впервые протестировали влияние беномила в клеточных культурах и подтвердили, что пестицид повреждал или разрушал дофаминергические нейроны.
Затем они протестировали пестицид в модели болезни данио. Эта пресноводная рыба обычно используется в исследованиях, поскольку ее легко манипулировать генетически, она развивается быстро и прозрачна, что значительно облегчает наблюдение и измерение биологических процессов. Используя флуоресцентный краситель и подсчет нейронов, исследователи обнаружили, что в рыбе наблюдалась значительная потеря нейронов, но только дофаминергические нейроны. Остальные нейроны остались незатронутыми.
До сих пор доказательства указывали на одного конкретного виновника – белка, называемого α-синуклеином, – в развитии болезни Паркинсона. Считается, что этот белок, общий для всех пациентов Паркинсона, создает путь к болезни, когда он связывается вместе в «глыбах» и становится токсичным, убивая нейроны мозга. (См. Исследование UCLA с использованием «молекулярных пинцет» для разрушения этих токсичных скоплений.)
Идентификация активности ALDH теперь дает исследователям еще одну цель сосредоточиться на попытках остановить эту болезнь.
«Мы знаем, что в моделях животных и клеточных культурах сельскохозяйственные пестициды вызывают нейродегенеративный процесс, который ведет к болезни Паркинсона», – сказал Бронштейн, который руководит Программой расстройств движения UCLA. «И эпидемиологические исследования постоянно показывают, что заболевание встречается с высокими показателями среди фермеров и сельских жителей. Наша работа усиливает гипотезу о том, что пестициды могут быть частично ответственными, и открытие этого нового пути может стать новым средством для разработки терапевтических препаратов ».