Pesticidas tóxicos para os neurônios envolvidos na doença de Parkinson

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

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

Por meio de uma nova combinação de epidemiologia e triagem de toxicidade que aproveitou 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 marca registrada da doença de Parkinson.

Além disso, os pesquisadores descobriram que a co-exposição de pesticidas normalmente usados ​​em combinação no cultivo de algodão era mais tóxica do que qualquer pesticida isolado desse grupo.

Para este estudo, publicado na Nature Communications, os pesquisadores da UCLA examinaram histórias de exposição que remontam a 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 de cada pessoa e, em seguida, usando o que chamaram de análise de associação 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 laboratorial 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 das chamadas células-tronco pluripotentes induzidas, que são um tipo de célula "tábula rasa" que pode ser reprogramada em neurônios que se assemelham muito aos que estão perdidos na doença 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 é usada nos Estados Unidos hoje.

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 aos campos de algodão na mesma época, de acordo com o banco de dados de pesticidas da Califórnia. Combinações de trifluralina, um dos herbicidas mais usados ​​na Califórnia, produziram a maior toxicidade. Pesquisas anteriores no Agricultural Health Study, um grande projeto de pesquisa envolvendo aplicadores de pesticidas, também implicaram a trifluralina na doença de Parkinson.

Kimberly Paul, PhD, principal autora e professora assistente de neurologia na UCLA, disse que o estudo demonstrou que sua abordagem poderia detectar amplamente pesticidas implicados na doença e entender melhor a força dessas associações.

Em seguida, 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 de processos neurais específicos afetados por pesticidas como trifluralina e cobre também estão em andamento nos Laboratórios Harvard/Brigham and Women’s.

O trabalho de laboratório se concentra em diferentes efeitos 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, glia, para entender melhor como os pesticidas influenciam a função dessas células críticas.