Expunerea prelungită la insecticidul clorpirifos crește semnificativ riscul de boală Parkinson, arată un studiu UCLA

Sursa foto: Sciencedaily

Un studiu recent realizat de cercetători de la UCLA Health sugerează că expunerea rezidențială îndelungată la pesticidul clorpirifos este legată de un risc mult mai mare de a dezvolta boala Parkinson. Analiza combină date umane la scară largă cu experimente de laborator care oferă dovezi biologice despre modul în care această substanță chimică afectează celulele cerebrale care produc dopamină. Rezultatele arată că persoanele care au locuit în zone cu expunere susținută au prezentat o probabilitate de peste 2,5 ori mai mare de a dezvolta boala.

Contextul și importanța descoperirii

Boala Parkinson afectează aproape un milion de persoane numai în Statele Unite și este o afecțiune neurologică progresivă caracterizată prin tremur, rigiditate musculară și dificultăți tot mai mari în mișcare. Deși factorii genetici contribuie la unele cazuri, expunerile de mediu au fost recunoscute din ce în ce mai mult ca factori importanți de risc. În acest context, pesticidele au fost în centrul atenției cercetătorilor epidemiologi și neurologi care caută cauze evitate anterior.

Clorpirifos a fost folosit pe scară largă în agricultură timp de decenii. Utilizarea sa rezidențială a fost interzisă în 2001, iar aplicarea agricolă a fost restricționată în 2021. Chiar și așa, substanța continuă să fie folosită pe diverse culturi în Statele Unite și rămâne comună în alte părți ale lumii. Identificarea pesticidelor specifice care măresc riscul de boală Parkinson este esențială pentru orientarea eforturilor de prevenție și pentru identificarea persoanelor care ar putea beneficia de monitorizare neurologică mai atentă sau de terapii viitoare.

Metode: cum au evaluat cercetătorii expunerea

Echipa de la UCLA a analizat date provenind de la 829 de persoane diagnosticate cu boala Parkinson și 824 de persoane fără această afecțiune, toți participanții fiind parte a studiului pe termen lung intitulat Parkinson’s Environment and Genes. Pentru a estima expunerea fiecărui participant la clorpirifos de-a lungul timpului, oamenii de știință au combinat înregistrările privind utilizarea pesticidelor din California cu locațiile rezidențiale și de muncă ale participanților. Această abordare a permis reconstruirea modelelor probabile de expunere pe parcursul mai multor ani.

Pe lângă analiza datelor umane, cercetătorii au desfășurat experimente de laborator pentru a înțelege mecanismele biologice prin care clorpirifos ar putea dăuna creierului. Modelele animale au inclus șoareci expuși la clorpirifos aerosolizat timp de 11 săptămâni, prin metode care au încercat să imite căile de expunere obișnuite la oameni. De asemenea, au fost folosiți pești zebrafish pentru a explora procesele celulare implicate în leziuni.

Indicatori de afectare a celulelor cerebrale

Datele obținute la om au arătat că persoanele cu expunere rezidențială de lungă durată la clorpirifos aveau o probabilitate de peste 2,5 ori mai mare de a dezvolta boala Parkinson comparativ cu cei cu expunere redusă sau absentă. Această asociere de ordin epidemiologic a fost susținută de dovezi experimentale din laborator.

La șoarecii expuși la pesticid s-au observat probleme motorii și pierderea neuronilor care produc dopamină, tipul de celule cerebrale care mor treptat în boala Parkinson. Cercetătorii au notat, de asemenea, semne de inflamație cerebrală și acumulare anormală a proteinei alfa-sinucleină, o proteină care formează aglomerări în creierul persoanelor cu Parkinson.

Experimentele realizate pe zebrafish au oferit indicii suplimentare asupra mecanismului: clorpirifos perturbă autofagia, sistemul celular responsabil cu curățarea proteinelor deteriorate din celule. Când cercetătorii au restabilit acest proces de curățare sau au eliminat proteina sinucleină, neuronii au fost protejați de leziune. Aceste rezultate sugerează că disfuncția autofagiei este un mecanism cheie prin care clorpirifos provoacă neurotoxicitate.

Mecanismul biologic și implicațiile pentru tratamente

Descoperirea că clorpirifos interferează cu autofagia conturează o cale potențială pentru dezvoltarea unor terapii viitoare menite să protejeze creierul de efectele pesticidelor. Strategiile care îmbunătățesc capacitatea celulelor de a elimina proteinele toxice ar putea reduce vulnerabilitatea neuronilor dopaminergici expuși la substanțe chimice neurotoxice.

Deși utilizarea clorpirifos a scăzut în Statele Unite în ultimii ani, mulți oameni au fost expuși în trecut, iar pesticide similare rămân folosite pe scară largă în întreaga lume. Prin urmare, cercetătorii subliniază nevoia de a investiga dacă alte pesticide comune afectează creierul în moduri comparabile și dacă intervențiile care țintesc sistemele naturale de curățare celulară pot diminua riscul de boală Parkinson în populațiile expuse.

Relevanța pentru supraveghere și sănătatea publică

Rezultatele sugerează că persoanele cu istoric de expunere la clorpirifos ar putea beneficia de monitorizare neurologică mai atentă pentru semne precoce ale bolii Parkinson. Identificarea expunerilor la anumite substanțe chimice permite orientarea programelor de prevenție și poate informa politici de sănătate publică menite să reducă riscul la nivel populațional.

În plus, demonstrarea unui mecanism biologic în modele animale întărește argumentul că asocierea observată la oameni este probabil cauzală, nu doar o corelație. Acest tip de dovezi poate influența deciziile de reglementare și prioritățile pentru cercetare viitoare privind protecția mediului și sănătatea umană.

Perspective ale autorilor

Dr. Jeff Bronstein, profesor de Neurologie la UCLA Health și autorul principal al studiului, a comentat semnificația descoperirilor: „Acest studiu stabilește clorpirifosul ca un factor de risc de mediu specific pentru boala Parkinson, nu doar pesticidele ca o clasă generală. Demonstrând mecanismul biologic în modele animale, am arătat că această asociere este probabil cauzală. Descoperirea că disfuncția autofagiei conduce la neurotoxicitate ne îndreaptă și către strategii terapeutice potențiale pentru a proteja celulele vulnerabile din creier.”

Limitări și direcții pentru cercetări viitoare

Autorii recunosc că, deși dovezile combinate din datele umane și din experimentele animale sunt puternice, sunt necesare studii suplimentare pentru a examina dacă alte pesticide comune acționează prin aceleași mecanisme. De asemenea, rămâne de investigat dacă terapiile care sporesc autofagia sau care reduc acumularea alfa-sinucleinei pot scădea efectiv riscul de dezvoltare a bolii Parkinson la persoanele anterior expuse.

O abordare viitoare ar putea include studii care urmăresc cohortele expuse pe perioade lungi de timp pentru a monitoriza apariția semnelor prodromale ale bolii, precum și studii clinice care testează intervenții menite să îmbunătățească curățarea celulară a proteinelor.

Detalii despre publicare și referințe

Studiul a fost publicat în revista Molecular Neurodegeneration. Referința științifică include autorii: Kazi Md. Mahmudul Hasan, Lisa M. Barnhill, Kimberly C. Paul, Chao Peng, William Zeiger, Beate Ritz, Marisol Arellano, Michael Ajnassian, Shujing Zhang, Aye Theint Theint, Gazmend Elezi, Hilli Weinberger, Julian P. Whitelegge, Qing Bai, Sharon Li, Edward A. Burton și Jeff M. Bronstein. Pentru detalii suplimentare, citarea DOI este disponibilă: http://dx.doi.org/10.1186/s13024-025-00915-z.

În final, constatările cercetării conduc la o reorientare a atenției asupra substanțelor chimice specifice care pot contribui la boala Parkinson și deschid o cale de investigație pentru intervenții care țintesc mecanismele celulare de curățare a proteinelor, în încercarea de a proteja neuronii dopaminergici de efectele toxice ale unor pesticide cum este clorpirifos.