UCLA ve Harvard araştırmacıları 10 nörotoksik insektisit belirlediler

Kullanımda olan binlerce pestisit ile yeni bir tarama yaklaşımı, araştırmacıların hangilerinin hastalıkla bağlantılı olduğunu belirlemesini kolaylaştırabilir.

California Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, 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] ve Volpet). Pestisitlerin çoğu bugün Amerika Birleşik Devletleri’nde hala kullanılmaktadır.

Dopaminerjik nöronlara olan toksisitelerinin yanı sıra, bu pestisitleri birleştiren çok az şey var. Bir dizi kullanım türüne sahiptir, yapısal olarak farklıdır ve önceki bir toksisite sınıflandırmasını paylaşmaz.

California Pestisit Veri Tabanına göre araştırmacılar aynı zamanda pamuk tarlalarında yaygın olarak kullanılan birden fazla pestisitin toksisitesini de test ettiler. Kaliforniya’daki en popüler herbisitlerden biri olan trifluralin içeren kombinasyonlar en fazla toksisiteyi üretti. Pestisit uygulayıcılarını içeren büyük bir araştırma projesi olan Tarımsal Sağlık Çalışmasındaki önceki araştırmalar, bunun Parkinson hastalığına da karıştığını göstermiştir.

UCLA’da baş yazar ve sinirbilim profesörü olan Dr. Kimberly Ball, çalışmanın yaklaşımlarının Parkinson hastalığına karışan pestisitleri geniş çapta tarayabileceğini ve bu ilişkilerin gücünü daha iyi anlayabileceğini gösterdiğini söyledi.

Paul, “Önceki herhangi bir çalışmada olduğundan daha fazla bireysel ajanı dahil edebildik ve bu tamamen tarafsız bir şekilde yapıldı” dedi. “Bu tür agnostik incelemeyi tarladan tarlaya bir modelle birleştirdiğinizde, hangi pestisitlerin hastalıklarda çok önemli göründüğünü belirleyebilirsiniz.”

Araştırmacılar daha sonra, pestisitlere maruz kalan Parkinson hastalarında bozulan biyolojik yolları karakterize etmeye yardımcı olmak için bütünleştirici omikleri kullanarak maruz kalmayla ilgili epigenetik ve metabolik özellikleri incelemeyi planlıyorlar. Trifluralin ve bakır gibi pestisitlerden etkilenen spesifik nöronal süreçlerin daha ayrıntılı mekanik çalışmaları da Harvard/Brigham and Women’s Laboratories’de devam etmektedir. Laboratuvar çalışması, sırasıyla Parkinson hastalarının hareket ve bilişsel semptomları için önemli olan dopaminerjik nöronlar ve kortikal nöronlar üzerindeki farklı etkilere odaklanmaktadır. Temel bilim, pestisitlerin bu kritik hücrelerin işlevini nasıl etkilediğini daha iyi anlamak için beyindeki nöronal olmayan hücreler – glia – üzerindeki pestisit çalışmalarını da kapsayacak şekilde genişliyor.

Referans: “Pestisit ve iPSC Screen Dopaminerjik Nöronlar, Parkinson Hastalığı ile İlgili Pestisitleri Tanımlıyor ve Sınıflandırıyor”, 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 Mayıs 2023 Buradan Erişilebilir Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/s41467-023-38215-z

Diğer yazarlar arasında 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 ve Her B bulunmaktadır. .Patel. ve Richard T. Lee, Jeff Bronstein, Lee L. Rubin, Vikram Khurana ve Betty Ritz.