Waarom pesticiden bij sommige mensen Parkinson kunnen veroorzaken
Nieuw onderzoek laat zien hoe de pesticiden paraquat en maneb de genexpressie veranderen en kunnen leiden tot de ziekte van Parkinson bij mensen die genetisch vatbaar zijn voor de ziekte.
Schattingen tonen aan dat elk jaar bij ongeveer 50.000 mensen in de Verenigde Staten de ziekte van Parkinson wordt vastgesteld.
Hoewel niet precies bekend is waardoor de ziekte wordt veroorzaakt, wordt aangenomen dat zowel genetische factoren als omgevingsfactoren een cruciale rol spelen.
De National Institutes of Health (NIH) merken op dat blootstelling van het milieu aan bijvoorbeeld pesticiden het risico op het ontwikkelen van Parkinson kan vergroten.
Oudere studies hebben gesuggereerd dat met name de pesticiden paraquat en maneb de kwetsbaarheid voor Parkinson kunnen vergroten bij mensen die al genetisch vatbaar zijn voor het ontwikkelen van de ziekte.
Meer recente studies hebben geprobeerd de neuronale mechanismen die een rol spelen in dit verband tussen pesticiden en de neurodegeneratieve aandoening, te ontrafelen.
Sommige onderzoeken hebben bijvoorbeeld aangetoond dat pesticiden de neurogenese verstoren - het proces waarbij de hersenen nieuwe neuronen aanmaken - in de hippocampus, een belangrijk hersengebied voor geheugen en informatieverwerking.
Pesticiden hebben dit effect door genetische veranderingen te veroorzaken. Nu ontrafelt een nieuwe studie door onderzoekers van de Universiteit van Guelph (U of G) in Ontario, Canada enkele manieren waarop pesticiden genetische mutaties veroorzaken, wat leidt tot neurodegeneratie.
Senior studie auteur Scott Ryan, een professor in moleculaire en cellulaire biologie aan de U of G, legt de motivatie achter het onderzoek uit. Hij merkt op: "Mensen die aan deze chemicaliën worden blootgesteld, lopen ongeveer 250 procent meer risico om de ziekte van Parkinson te ontwikkelen dan de rest van de bevolking."
"We wilden onderzoeken wat er gebeurt in deze vatbare populatie, wat ertoe leidt dat sommige mensen de ziekte ontwikkelen", voegt prof. Ryan toe.
De bevindingen zijn in het tijdschrift gepubliceerd Federatie van Amerikaanse verenigingen voor experimentele biologie.
Een van de eerste onderzoeken naar menselijke cellen
De onderzoekers gebruikten stamcellen van patiënten met de ziekte van Parkinson die een mutatie hadden in het gen dat verantwoordelijk is voor het coderen van het α-synucleïne-eiwit.
Ten minste 30 veranderingen in dit gen zijn in verband gebracht met de ziekte van Parkinson, en α-synucleïne-eiwitklonters zijn een goed gedocumenteerd, zij het slecht begrepen, kenmerk van de ziekte.
Voor het nieuwe onderzoek werkten de wetenschappers ook met normale embryonale cellen die ze modificeerden met behulp van genetische bewerking om de genetische α-synucleïne-mutatie te repliceren.
Prof. Ryan legt uit waarom het gebruik van menselijke cellen deze studie bijzonder waardevol maakt. "Tot nu toe", zegt hij, "was het verband tussen pesticiden en de ziekte van Parkinson voornamelijk gebaseerd op dierstudies en epidemiologisch onderzoek dat een verhoogd risico aantoonde bij boeren en anderen die werden blootgesteld aan landbouwchemicaliën."
"We zijn een van de eersten die onderzoeken wat er in menselijke cellen gebeurt", legt prof. Ryan uit.
Stamcellen zijn ongedifferentieerde cellen die zich verder individualiseren tot specifieke celtypen. Prof. Ryan en zijn collega's gebruikten de twee soorten stamcellen om er dopamine-producerende zenuwcellen uit af te leiden.
Vervolgens stelden ze deze dopaminerge neuronen - waarvan bekend is dat ze het meest worden aangetast door de ziekte van Parkinson - bloot aan de twee pesticiden.
Pesticiden putten energie uit neuronen uit
Het bleek dat de neuronen die waren blootgesteld aan de chemicaliën defecte mitochondriën hadden.
Mitochondriën, ook wel bekend als de "krachtcentrales van de cel", zijn de organellen in een cel die suiker, vetten en eiwitten omzetten in de energie die ons lichaam nodig heeft om te overleven en te functioneren.
Maar deze studie toonde aan dat de mitochondriën in de dopamine-neuronen die door pesticiden worden aangetast, niet vrij konden bewegen zoals ze normaal zouden doen. Dit "zoog" de energie uit de neuronen.
Belangrijk is dat de niveaus van chemicaliën die werden gebruikt om deze neuronen te beschadigen, lager waren dan degene die door de United States Environmental Protection Agency (EPA) als "laagste waargenomen nadelige effectniveau" werden beschouwd.
Prof. Ryan zegt dat dit betekent dat we de richtlijnen van EPA voor deze twee pesticiden opnieuw moeten evalueren.
"Deze studie toont aan dat niet iedereen gelijk is, en deze veiligheidsnormen moeten worden bijgewerkt om degenen te beschermen die vatbaarder zijn en het misschien niet eens weten", voegt hij eraan toe.
"Mensen met een aanleg voor de ziekte van Parkinson worden meer getroffen door deze lage blootstelling aan landbouwchemicaliën en daarom is de kans groter dat ze de ziekte ontwikkelen."
Prof. Scott Ryan
“Dit is een van de redenen”, besluit hij, “waarom sommige mensen die in de buurt van landbouwgebieden wonen een groter risico lopen.
