Manganese and Parkinson: Ο μηχανισμός μπορεί να εξηγήσει τον σύνδεσμο
Νέα έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Επιστήμη Σηματοδότησης, περιγράφει λεπτομερώς τον μηχανισμό μέσω του οποίου η έκθεση σε μαγγάνιο μπορεί να προκαλέσει εσφαλμένη πρωτεΐνη στον εγκέφαλο - ο οποίος, με τη σειρά του, μπορεί να οδηγήσει σε συμπτώματα τύπου Πάρκινσον. Τα ευρήματα μπορεί να επιτρέψουν την έγκαιρη διάγνωση της νευρολογικής κατάστασης.
Το μαγγάνιο είναι ένα βασικό θρεπτικό συστατικό που υπάρχει στα «όσπρια, ανανά, φασόλια, ξηρούς καρπούς, τσάι και δημητριακά».
Στο ανθρώπινο σώμα, το μαγγάνιο βοηθά στη ρύθμιση του σακχάρου στο αίμα, στον σχηματισμό οστών και στην ανοσία.
Ωστόσο, η έκθεση σε υπερβολικά επίπεδα μαγγανίου μπορεί να προκαλέσει νευρολογικά συμπτώματα τύπου Πάρκινσον.
Το μαγγάνιο συσσωρεύεται στην περιοχή των βασικών γαγγλίων του εγκεφάλου.
Οι ερευνητές γνωρίζουν για αυτούς τους δεσμούς μεταξύ του μαγγανίου και του Parkinson εδώ και δεκαετίες, αλλά η νέα έρευνα βοηθά στην αποσαφήνιση των μηχανισμών πίσω από αυτές τις ενώσεις.
Η Anumantha Kanthasamy, η Πρόεδρος της Νευροτοξικολογίας Linda Lloyd Endowed στο Κρατικό Πανεπιστήμιο της Αϊόβα στο Ames, ηγήθηκε της νέας έρευνας.
Το μαγγάνιο βοηθά στη μεταφορά ελαττωματικής πρωτεΐνης
Η νόσος του Πάρκινσον χαρακτηρίζεται από συσσωματώματα που σχηματίζονται από λανθασμένη πρωτεΐνη άλφα-συνουκλεΐνης. Αυτά τα συσσωματώματα πρωτεΐνης είναι τοξικά για τους νευρώνες.
Ο Kanthasamy και οι συνάδελφοί του ξεκίνησαν να διερευνήσουν πώς αυτές οι εσφαλμένες πτυχές των πρωτεϊνών μπορεί να αλληλεπιδράσουν με το μαγγάνιο για να προκαλέσουν την πρόοδο του Πάρκινσον.
Για να το κάνουν, εξέτασαν δεδομένα από ποντίκια και δείγματα ορού αίματος που συλλέχθηκαν από οκτώ συγκολλητές. Ως ομάδα, οι συγκολλητές έχουν υψηλότερο κίνδυνο παρατεταμένης έκθεσης στο μαγγάνιο. Η έρευνα εξέτασε επίσης μια ομάδα ελέγχου 10 ατόμων.
Οι αναλύσεις αποκάλυψαν ότι οι συγκολλητές με έκθεση σε μαγγάνιο είχαν υψηλότερα επίπεδα αλφα-συνουκλεΐνης που έχουν διπλωθεί, γεγονός που τους θέτει σε υψηλότερο κίνδυνο για Parkinson.
Πρόσθετες δοκιμές κυτταρικής καλλιέργειας έδειξαν ότι η άλφα-συνουκλεΐνη που είχε διπλωθεί εκκρίνεται μέσω μικρών κυστιδίων που ονομάζονται εξωσώματα στον εξωκυτταρικό χώρο. Με άλλα λόγια, τα κυστίδια επέτρεψαν στις πρωτεΐνες να ταξιδέψουν από κύτταρο σε κύτταρο και να διαδώσουν περαιτέρω την αναδιπλωμένη πρωτεΐνη.
Οι επιστήμονες απομόνωσαν επίσης εξωσώματα που περιέχουν άλφα-συνουκλεΐνη από κύτταρα που εκφράζουν άλφα-συνουκλεΐνη που είχαν έκθεση σε μαγγάνιο και τα παρέδωσαν σε μια περιοχή του εγκεφάλου στα ποντίκια που ονομάζονται corpus striatum. Αυτό προκάλεσε συμπτώματα τύπου Πάρκινσον στα ποντίκια.
Το μαγγάνιο φάνηκε να επιταχύνει την «μετάδοση κυττάρων σε κύτταρα» της άλφα-συνουκλεΐνης, η οποία, με τη σειρά της, οδήγησε σε νευροτοξικότητα. Ο Kanthasamy και οι συνεργάτες του εξηγούν:
«Μαζί, αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η έκθεση στο [μαγγάνιο] προάγει την έκκριση [άλφα-συνουκλεΐνης] στα εξωσωμικά κυστίδια, η οποία στη συνέχεια προκαλεί προφλεγμονώδεις και νευροεκφυλιστικές αποκρίσεις τόσο στην κυτταρική καλλιέργεια όσο και στα ζωικά μοντέλα».
«[W] προσδιορίσαμε έναν πιθανό μηχανισμό που περιλαμβάνει τη μεσολάβηση εξωσώματος, μετάδοση κυττάρων σε κύτταρα της άλφα-συνουκλεΐνης κατά τη διάρκεια έκθεσης στο περιβαλλοντικό νευροτοξικό,» γράφουν οι συγγραφείς.
Τα ευρήματα μπορεί να οδηγήσουν σε προηγούμενη ανίχνευση
Σύμφωνα με τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας (NIH), περίπου 50.000 άτομα στις Ηνωμένες Πολιτείες λαμβάνουν διάγνωση του Πάρκινσον κάθε χρόνο, και 500.000 άνθρωποι ζουν σήμερα με την πάθηση.
Αν και η πάθηση δεν έχει ακόμη θεραπευτεί, η διάγνωσή της νωρίτερα μπορεί να αποτρέψει μη αναστρέψιμη εγκεφαλική βλάβη και να βοηθήσει στην επιτάχυνση των κλινικών δοκιμών για νέα φάρμακα στον άνθρωπο.
Τα αποτελέσματα που μόλις δημοσίευσε ο Kanthasamy και οι συνάδελφοί του μπορούν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να επινοήσουν ένα νέο διαγνωστικό τεστ για το Parkinson που θα μπορούσε να ανιχνεύσει την ασθένεια πολύ νωρίτερα. Τα αποτελέσματα μπορούν επίσης να βοηθήσουν τους επιστήμονες να δοκιμάσουν πόσο αποτελεσματικά είναι τα νέα φάρμακα του Πάρκινσον.
«Καθώς η ασθένεια εξελίσσεται, είναι πιο δύσκολο να την επιβραδύνει με θεραπείες», λέει ο Kanthasamy. Πρόσθεσε: «Η πρόωρη ανίχνευση, ίσως με τη δοκιμή για λανθασμένη άλφα-συνουκλεΐνη, μπορεί να οδηγήσει σε καλύτερα αποτελέσματα για τους ασθενείς. Ένα τέτοιο τεστ μπορεί επίσης να δείχνει εάν κάποιος κινδυνεύει πριν από την έναρξη της νόσου. "
Ωστόσο, οι συγγραφείς της μελέτης προειδοποιούν επίσης ότι τα ευρήματά τους εξακολουθούν να είναι πειραματικά και ότι ένα τέτοιο διαγνωστικό τεστ μπορεί να μην είναι διαθέσιμο για χρόνια.
