I ricercatori della 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. Mentre i fattori ambientali come l’esposizione ai pesticidi sono stati a lungo collegati al Parkinson, è stato più difficile individuare quali pesticidi possono aumentare il rischio per il disturbo neurodegenerativo.
Solo in California, il più grande produttore ed esportatore agricolo della nazione, ci sono quasi 14.000 pesticidi con oltre 1.000 ingredienti attivi registrati per l’uso. Attraverso un nuovo abbinamento di epidemiologia e screening della tossicità che ha sfruttato l’ampio database sull’uso di 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 che vengono tipicamente utilizzati in combinazione 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 di decenni per 288 pesticidi tra i pazienti della Central Valley con malattia 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 quindi, utilizzando quella che hanno definito un’analisi di associazione a livello di pesticidi, hanno testato individualmente ogni pesticida per l’associazione con il Parkinson. Da questo screening non mirato, i ricercatori hanno identificato 53 pesticidi che sembravano essere implicati nel Parkinson, la maggior parte dei quali non era stata precedentemente studiata per un potenziale collegamento e sono ancora in uso. Il gruppo ha testato la tossicità per la maggior parte di quei pesticidi nei neuroni dopaminergici che erano stati derivati ​​dai pazienti di Parkinson attraverso le cosiddette cellule staminali pluripotenti indotte, che sono un tipo di cellula “tabula rasa” che può essere riprogrammata in neuroni che assomigliano molto a quelli persi nel 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 è ancora in uso oggi negli Stati Uniti. A parte la loro tossicità nei neuroni dopaminergici, c’è poco che unifichi 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 che vengono comunemente applicati nei campi di cotone nello stesso periodo, secondo il database dei pesticidi della California. Le combinazioni che coinvolgono il trifluralin, uno degli erbicidi più comunemente usati in California, hanno prodotto la massima tossicità. Precedenti ricerche nell’Agricultural Health Study, un grande progetto di ricerca che coinvolge applicatori di pesticidi,  avevano anche implicato il trifluralin nel Parkinson.
Lo studio ha dimostrato che questo approccio potrebbe schermare ampiamente i pesticidi implicati nel Parkinson e comprendere meglio la forza di queste associazioni. Sono stati in grado di coinvolgere i singoli agenti più di qualsiasi altro studio prima, ed è stato fatto in modo completamente agnostico. Quando metti insieme questo tipo di screening agnostico con un paradigma dal campo al banco, puoi individuare i pesticidi che sembrano essere piuttosto importanti nella malattia.
I ricercatori hanno in programma di studiare le caratteristiche epigenetiche e metabolomiche relative all’esposizione utilizzando l’omica integrativa per aiutare a descrivere quali percorsi biologici sono interrotti tra i pazienti affetti da Parkinson che hanno subito l’esposizione ai pesticidi. Studi meccanicistici più dettagliati sugli specifici processi neuronali influenzati da pesticidi come il trifluralin e il rame sono in corso anche presso i laboratori di Harvard/Brigham e Women’s.
Il lavoro di laboratorio è incentrato su effetti distinti sui neuroni della dopamina e sui neuroni corticali, che sono importanti rispettivamente per il movimento e i sintomi cognitivi nei pazienti con Parkinson. La scienza di base si sta anche espandendo agli studi sui pesticidi sulle cellule non neuronali nel cervello – la glia – per capire meglio come i pesticidi influenzano la funzione di queste cellule critiche.
Aspetti principali:

1. I ricercatori hanno identificato 10 pesticidi che erano direttamente tossici per i neuroni dopaminergici, che sono critici nel movimento volontario e la cui morte è una caratteristica del Parkinson.
2. Le combinazioni di pesticidi, in particolare quelle utilizzate nella coltivazione del cotone, sono risultate più tossiche di qualsiasi singolo pesticida.
3. La maggior parte dei 10 pesticidi identificati come direttamente tossici per i neuroni dopaminergici sono ancora in uso oggi negli Stati Uniti.

Daniele Corbo

Bibliografia: “A pesticide and iPSC dopaminergic neuron screen identifies and classifies Parkinson-relevant pesticides” by Richard Krolewski et al. Nature Communications

Immagine: made by OrmeSvelate with AI