Pesquisadores identificam 10 pesticidas tóxicos para os neurônios envolvidos no Parkinson

Pesquisadores da UCLA Health e Harvard identificaram 10 pesticidas que danificaram significativamente os neurônios implicados no desenvolvimento da doença de Parkinson, fornecendo novas pistas sobre o papel das toxinas ambientais na doença.

Embora fatores ambientais, como a exposição a pesticidas, tenham sido associados ao mal de Parkinson, tem sido mais difícil identificar quais pesticidas podem aumentar o risco do distúrbio neurodegenerativo. Só na Califórnia, maior produtor e exportador agrícola do país, existem cerca de 14.000 produtos agrotóxicos com mais de 1.000 ingredientes ativos registrados para uso.

Por meio de um novo emparelhamento de epidemiologia e triagem de toxicidade que alavancou o extenso banco de dados de uso de pesticidas da Califórnia, os pesquisadores da UCLA e de Harvard conseguiram identificar 10 pesticidas que eram diretamente tóxicos para os neurônios dopaminérgicos. Os neurônios desempenham um papel fundamental no movimento voluntário, e a morte desses neurônios é uma característica do Parkinson.

Além disso, os pesquisadores descobriram que a coexposição de pesticidas normalmente usados ​​em combinações na cultura do algodão era mais tóxica do que qualquer pesticida isolado desse grupo.

Para este estudo, publicado em 16 de maio na Nature Communications, os pesquisadores da UCLA examinaram o histórico de exposição de décadas para 288 pesticidas entre pacientes do Vale Central com doença de Parkinson que participaram de estudos anteriores. Os pesquisadores foram capazes de determinar a exposição de longo prazo para cada pessoa e, em seguida, usando o que chamaram de análise de associação ampla de pesticidas, testaram cada pesticida individualmente para associação com Parkinson. A partir dessa tela não direcionada, os pesquisadores identificaram 53 pesticidas que pareciam estar implicados na doença de Parkinson - a maioria dos quais não havia sido estudada anteriormente quanto a um possível vínculo e ainda está em uso.

Esses resultados foram compartilhados para análise de laboratório liderada por Richard Krolewski, MD, PhD, instrutor de neurologia em Harvard e neurologista do Brigham and Women's Hospital. Ele testou a toxicidade da maioria desses pesticidas em neurônios dopaminérgicos derivados de pacientes com Parkinson por meio do que é conhecido como células-tronco pluripotentes induzidas, que são um tipo de célula "tábula rasa" que pode ser reprogramada em neurônios que se assemelham muito aos perdidos em Mal de Parkinson.

Os 10 pesticidas identificados como diretamente tóxicos para esses neurônios incluíram: quatro inseticidas (dicofol, endosulfan, naled, propargite), três herbicidas (diquat, endothall, trifluralin) e três fungicidas (sulfato de cobre [básico e pentahidratado] e folpet). A maioria dos pesticidas ainda está em uso hoje nos Estados Unidos.

Além de sua toxicidade nos neurônios dopaminérgicos, há pouco que unifique esses pesticidas. Eles têm uma variedade de tipos de uso, são estruturalmente distintos e não compartilham uma classificação de toxicidade anterior.

Os pesquisadores também testaram a toxicidade de vários pesticidas comumente aplicados em campos de algodão na mesma época, de acordo com o banco de dados de pesticidas da Califórnia. Combinações envolvendo trifluralina, um dos herbicidas mais comumente usados ​​na Califórnia, produziram a maior toxicidade. Pesquisa anterior no Estudo de Saúde Agrícola, um grande projeto de pesquisa envolvendo aplicadores de pesticidas,também havia implicado a trifluralina no Parkinson.

Kimberly Paul, PhD, principal autora e professora assistente de neurologia na UCLA, disse que o estudo demonstrou que sua abordagem poderia rastrear amplamente pesticidas implicados no Parkinson e entender melhor a força dessas associações.

"Fomos capazes de implicar agentes individuais mais do que qualquer outro estudo antes, e isso foi feito de maneira completamente agnóstica", disse Paul. “Quando você reúne esse tipo de triagem agnóstica com um paradigma de campo para bancada, pode identificar pesticidas que parecem ser muito importantes na doença”.

Os pesquisadores planejam estudar as características epigenéticas e metabolômicas relacionadas à exposição usando ômica integrativa para ajudar a descrever quais vias biológicas são interrompidas entre pacientes com Parkinson que sofreram exposição a pesticidas. Estudos mecanísticos mais detalhados dos processos neuronais específicos impactados por pesticidas como trifluralina e cobre também estão em andamento nos laboratórios Harvard/Brigham e Women's. O trabalho de laboratório está focado em efeitos distintos nos neurônios dopaminérgicos e nos neurônios corticais, que são importantes para o movimento e os sintomas cognitivos em pacientes com Parkinson, respectivamente. A ciência básica também está se expandindo para estudos de pesticidas em células não neuronais no cérebro – a glia – para entender melhor como os pesticidas influenciam a função dessas células críticas.