ملخص: حدد الباحثون 10 مبيدات حشرية تلحق أضرارًا كبيرة بالخلايا العصبية المشاركة في ظهور مرض باركنسون.
استخدمت الدراسة قاعدة بيانات كاليفورنيا الواسعة لاستخدام مبيدات الآفات وطرق الاختبار المبتكرة لتحديد المبيدات الحشرية السامة مباشرة للخلايا العصبية الدوبامين ، والتي تعتبر ضرورية للحركة الطوعية. كانت تركيبات المبيدات المستخدمة في زراعة القطن أكثر ضررًا من أي مبيد واحد.
يقدم هذا البحث رؤى جديدة حول المسببات البيئية المحتملة لمرض باركنسون.
يسلط الضوء:
- حدد الباحثون 10 مبيدات حشرية كانت سامة مباشرة للخلايا العصبية الدوبامينية ، وهي ضرورية للحركة الإرادية والتي يعتبر موتها سمة مميزة لمرض باركنسون.
- أظهرت تركيبات المبيدات الحشرية ، خاصة تلك المستخدمة في زراعة القطن ، أنها أكثر سمية من أي مبيد واحد.
- لا تزال معظم مبيدات الآفات العشرة التي تم تحديدها على أنها سامة مباشرة للخلايا العصبية الدوبامينية تستخدم اليوم في الولايات المتحدة.
مصدر: جامعة كاليفورنيا
حدد باحثون من UCLA Health و Harvard 10 مبيدات حشرية تلحق أضرارًا كبيرة بالخلايا العصبية المشاركة في تطور مرض باركنسون ، مما يوفر أدلة جديدة حول دور السموم البيئية في المرض.
في حين أن العوامل البيئية مثل التعرض لمبيدات الآفات قد ارتبطت منذ فترة طويلة بمرض باركنسون ، فإن تحديد المبيدات الحشرية التي قد تزيد من خطر الإصابة بمرض التنكس العصبي يكون أكثر صعوبة.
في ولاية كاليفورنيا وحدها ، أكبر منتج ومصدر زراعي في البلاد ، يوجد ما يقرب من 14000 مبيد حشري مسجل يحتوي على أكثر من 1000 عنصر نشط.
باستخدام مزيج جديد من علم الأوبئة وفحص السمية الذي اعتمد على قاعدة بيانات واسعة النطاق لاستخدام مبيدات الآفات في كاليفورنيا ، تمكن باحثو جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس وهارفارد من تحديد 10 مبيدات آفات سامة مباشرة للخلايا العصبية الدوبامينية.
تلعب الخلايا العصبية دورًا رئيسيًا في الحركة الإرادية ، وموت هذه الخلايا العصبية هو السمة المميزة لمرض باركنسون.
بالإضافة إلى ذلك ، وجد الباحثون أن التعرض المشترك لمبيدات الآفات التي تُستخدم عادةً معًا في زراعة القطن كان أكثر سمية من أي مبيد حشري في هذه المجموعة.
لهذه الدراسة ، التي نشرت في 16 مايو في التواصل مع الطبيعةقام باحثو جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس بفحص تاريخ التعرض لعقود طويلة لـ 288 مبيد حشري في مرضى سنترال فالي المصابين بمرض باركنسون الذين شاركوا في دراسات سابقة.
كان الباحثون قادرين على تحديد تعرض كل شخص على المدى الطويل ، وبعد ذلك ، باستخدام ما أطلقوا عليه تحليل الارتباط على مستوى المبيدات ، اختبروا كل مبيد على حدة لمعرفة ارتباطه بمرض باركنسون.
من خلال هذه الشاشة غير المستهدفة ، حدد الباحثون 53 مبيدًا حشريًا بدا أنها متورطة في مرض باركنسون – معظمها لم تتم دراسته مسبقًا بحثًا عن ارتباط محتمل ولا يزال قيد الاستخدام.
تمت مشاركة هذه النتائج لتحليلها المعملي بقيادة Richard Krolewski ، دكتوراه في الطب ، دكتوراه ، مدرس طب الأعصاب بجامعة هارفارد وطبيب أعصاب في مستشفى بريجهام والنساء.
قام باختبار سمية معظم هذه المبيدات الحشرية في الخلايا العصبية الدوبامينية المشتقة من مرضى باركنسون باستخدام ما يسمى بالخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات ، وهي نوع من الخلايا “العذراء” التي يمكن إعادة برمجتها إلى خلايا عصبية تشبه إلى حد بعيد تلك المفقودة في مرض باركنسون .
تضمنت مبيدات الآفات العشرة التي تم تحديدها على أنها سامة بشكل مباشر لهذه الخلايا العصبية ما يلي: أربعة مبيدات حشرية (ديكوفول ، إندوسلفان ، ناليد ، بروبارجيت) ، ثلاثة مبيدات أعشاب (ديكوات ، إندوثال ، ترايفلورالين) ، وثلاثة مبيدات للفطريات (كبريتات النحاس (أساسية وخماسية هيدرات) وفوليبت). لا تزال معظم مبيدات الآفات مستخدمة اليوم في الولايات المتحدة.
بصرف النظر عن سميتها في الخلايا العصبية الدوبامينية ، هناك القليل الذي يوحد هذه المبيدات. لديهم مجموعة من أنواع الاستخدام ، ومتميزة هيكليًا ، ولا تشترك في تصنيف سمية سابق.
اختبر الباحثون أيضًا سمية العديد من مبيدات الآفات التي يتم استخدامها بشكل شائع في حقول القطن في نفس الوقت تقريبًا ، وفقًا لقاعدة بيانات كاليفورنيا للمبيدات. التوليفات التي تحتوي على trifluralin ، أحد أكثر مبيدات الأعشاب شيوعًا في كاليفورنيا ، أنتجت أكثر سمية.
البحث السابق كجزء من دراسة الصحة الزراعية ، وهو مشروع بحثي كبير يشمل مطبقي مبيدات الآفات ، كما تورط trifluralin في مرض باركنسون.
قال الدكتور كيمبرلي بول ، المؤلف الرئيسي والأستاذ المساعد لعلم الأعصاب في جامعة كاليفورنيا ، إن الدراسة أظهرت أن نهجهم يمكن أن يفحص على نطاق واسع لمبيدات الآفات المتورطة في مرض باركنسون ويفهم بشكل أفضل قوة تلك الارتباطات.
قال بول: “لقد تمكنا من إشراك وكلاء فرديين أكثر من أي دراسة أخرى من قبل ، وقد تم إجراؤها بشكل محايد تمامًا”.
“عندما تجمع بين هذا النوع من الفحص اللاأدري مع نموذج من حقل إلى آخر ، يمكنك تحديد مبيدات الآفات التي تبدو مهمة جدًا في المرض.”
يخطط الباحثون بعد ذلك لدراسة الخصائص اللاجينية والاستقلابية المتعلقة بالتعرض باستخدام omics التكاملية للمساعدة في وصف المسارات البيولوجية المعطلة لدى مرضى باركنسون الذين تعرضوا لمبيدات الآفات.
تجري أيضًا دراسات آلية أكثر تفصيلاً لعمليات عصبية محددة تتأثر بمبيدات الآفات مثل trifluralin والنحاس في مختبرات Harvard / Brigham and Women’s.
يركز العمل المخبري على التأثيرات المتميزة على الخلايا العصبية الدوبامينية والخلايا العصبية القشرية ، والتي تعتبر مهمة على التوالي لأعراض الحركة والأعراض المعرفية لدى مرضى باركنسون.
تمتد العلوم الأساسية أيضًا إلى دراسات المبيدات الحشرية على الخلايا غير العصبية في الدماغ – الدبقية – من أجل فهم أفضل لكيفية تأثير المبيدات الحشرية على وظيفة هذه الخلايا الحرجة.
ومن بين المؤلفين الآخرين إدينسون لوكومي مورينو ، وجاك بلانك ، وكريستينا إم هولتون ، وتيم أهفيلدت ، وميليسا فورلونج ، ويو يو ، ومايلز كوكبيرن ، ولورا ك.طومسون ، وألكسندر كريمرمان ، وإليزابيث إم ريتشي بلير ، ويو جون لي ، وهير بي باتيل. وريتشارد تي لي وجيف برونشتاين ولي ل.روبن وفيكرام كورانا وبيت ريتز.
حول أخبار البحث عن مرض باركنسون
الكاتب: جايسون ميلمان
مصدر: جامعة كاليفورنيا
اتصال: جايسون ميلمان – جامعة كاليفورنيا
صورة: تُنسب الصورة إلى أخبار العلوم العصبية
البحث الأصلي: حرية الوصول.
“يقوم مبيد الآفات و iPSC بمسح الخلايا العصبية للدوبامين الذي يحدد ويصنف المبيدات الحشرية ذات الصلة بمرض باركنسونبواسطة Richard Krolewski et al. التواصل مع الطبيعة
خلاصة
يقوم مبيد الآفات و iPSC بمسح الخلايا العصبية للدوبامين الذي يحدد ويصنف المبيدات الحشرية ذات الصلة بمرض باركنسون
مرض باركنسون (PD) هو مرض تنكس عصبي معقد تتجذر أسبابه في الضعف الوراثي والعوامل البيئية.
هنا ، نجمع بين دراسة وبائية كمية للتعرض لمبيدات الآفات و PD مع فحص السمية في الخلايا العصبية الدوبامينية المشتقة من الخلايا الجذعية متعددة القدرات التي يسببها المريض (iPSCs) لتحديد المبيدات الحشرية ذات الصلة بمرض باركنسون.
تسمح سجلات المزرعة بالتحقيق في 288 مبيدًا محددًا ومخاطر الجسيمات في دراسة ارتباط شاملة على نطاق مبيدات الآفات. نربط التعرض طويل الأمد لـ 53 مبيدًا مع PD ونحدد أنماط التعرض المشترك.
ثم نستخدم نموذج فحص تصوير الخلايا الحية لتعريض الخلايا العصبية الدوبامينية لـ 39 مبيد آفات مرتبط بـ PD. نجد أن 10 مبيدات حشرية سامة بشكل مباشر لهذه الخلايا العصبية.
بالإضافة إلى ذلك ، نقوم بتحليل مبيدات الآفات التي تُستخدم عادةً في تركيبة في زراعة القطن ، مما يدل على أن التعرض المشترك يؤدي إلى سمية أكبر من أي مبيد آفات واحد. نجد أن trifluralin هو محرك سمية للخلايا العصبية الدوبامينية ويؤدي إلى خلل وظيفي في الميتوكوندريا.
قد يكون نموذجنا مفيدًا للتشريح الميكانيكي لحالات التعرض لمبيدات الآفات المتورطة في مخاطر PD وتوجيه السياسة الزراعية.
