Mangaan en Parkinson: mechanisme kan de link verklaren
Nieuw onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschapssignalering, beschrijft het mechanisme waardoor blootstelling aan mangaan kan leiden tot verkeerde vouwing van eiwitten in de hersenen - wat op zijn beurt kan leiden tot Parkinson-achtige symptomen. De bevindingen kunnen een eerdere diagnose van de neurologische aandoening mogelijk maken.
Mangaan is een essentiële voedingsstof die aanwezig is in "peulvruchten, ananas, bonen, noten, thee en granen".
In het menselijk lichaam helpt mangaan de bloedsuikerspiegel, botvorming en immuniteit.
Blootstelling aan overmatige mangaangehaltes kan echter Parkinson-achtige neurologische symptomen veroorzaken.
Mangaan hoopt zich op in het basale ganglia-gebied van de hersenen.
Onderzoekers zijn al tientallen jaren op de hoogte van deze verbanden tussen mangaan en Parkinson, maar nieuw onderzoek helpt de mechanismen achter deze associaties op te helderen.
Anumantha Kanthasamy, de Linda Lloyd Endowed Chair of Neurotoxicology aan de Iowa State University in Ames, leidde het nieuwe onderzoek.
Mangaan helpt bij het overbrengen van een defect eiwit
De ziekte van Parkinson wordt gekenmerkt door klonten gevormd door verkeerd gevouwen alfa-synucleïne-eiwit. Deze eiwitaggregaten zijn giftig voor neuronen.
Kanthasamy en collega's gingen op zoek naar hoe deze verkeerd gevouwen eiwitten kunnen interageren met mangaan om de progressie van Parkinson te activeren.
Daarvoor onderzochten ze gegevens van muizen en bloedserummonsters van acht lassers. Als groep hebben lassers een hoger risico op langdurige blootstelling aan mangaan. Bij het onderzoek werd ook gekeken naar een controlegroep van 10 personen.
Uit de analyses bleek dat lassers met blootstelling aan mangaan hogere niveaus van verkeerd gevouwen alfa-synucleïne hadden, waardoor ze een hoger risico op Parkinson lopen.
Aanvullende celcultuurtests toonden aan dat verkeerd gevouwen alfa-synucleïne werd uitgescheiden door kleine blaasjes, exosomen genaamd, in de extracellulaire ruimte. Met andere woorden, de blaasjes stelden de eiwitten in staat om van cel naar cel te reizen en het verkeerd gevouwen eiwit verder te verspreiden.
De wetenschappers isoleerden ook alfa-synucleïne-bevattende exosomen uit cellen die alfa-synucleïne tot expressie brachten en die waren blootgesteld aan mangaan, en leverden ze af in een hersengebied in de muizen dat het corpus striatum wordt genoemd. Dit veroorzaakte Parkinson-achtige symptomen bij de muizen.
Mangaan leek de "cel-naar-celoverdracht" van alfa-synucleïne te versnellen, wat op zijn beurt leidde tot neurotoxiciteit. Kanthasamy en collega's leggen uit:
"Samen geven deze resultaten aan dat blootstelling aan [mangaan] de secretie van [alfa-synucleïne] in exosomale blaasjes bevordert, wat vervolgens pro-inflammatoire en neurodegeneratieve reacties oproept in zowel celkweek- als diermodellen."
"[W] e identificeerde een mogelijk mechanisme met betrekking tot de exosoom-gemedieerde, cel-naar-cel transmissie van [alpha-synucleïne] tijdens blootstelling aan de omgevingsneurotoxische stof", schrijven de auteurs.
Bevindingen kunnen leiden tot eerdere detectie
Volgens de National Institutes of Health (NIH) krijgen ongeveer 50.000 mensen in de Verenigde Staten elk jaar de diagnose Parkinson en leven er momenteel 500.000 mensen met de aandoening.
Hoewel de aandoening nog niet genezen is, kan het eerder diagnosticeren ervan onomkeerbare hersenschade voorkomen en de klinische proeven met nieuwe geneesmiddelen bij mensen versnellen.
De resultaten die Kanthasamy en collega's zojuist hebben gepubliceerd, kunnen wetenschappers helpen een nieuwe diagnostische test voor Parkinson te bedenken die de ziekte veel eerder zou kunnen detecteren. De resultaten kunnen wetenschappers ook helpen om te testen hoe effectief nieuwe Parkinson-medicijnen zijn.
"Naarmate de ziekte voortschrijdt, is het moeilijker om het te vertragen met behandelingen", zegt Kanthasamy. Hij voegt eraan toe: “Eerdere detectie, misschien door te testen op verkeerd gevouwen alfa-synucleïne, kan leiden tot betere resultaten voor patiënten. Zo'n test kan ook aangeven of iemand risico loopt voordat de ziekte begint. "
De auteurs van het onderzoek waarschuwen echter ook dat hun bevindingen nog experimenteel zijn en dat een dergelijke diagnostische test mogelijk al jaren niet beschikbaar zal zijn.
