Mangan i choroba Parkinsona: związek może wyjaśnić mechanizm
Nowe badania, opublikowane w czasopiśmie Sygnalizacja naukowa, szczegółowo opisuje mechanizm, poprzez który ekspozycja na mangan może wywołać nieprawidłowe fałdowanie białek w mózgu, co z kolei może prowadzić do objawów podobnych do choroby Parkinsona. Odkrycia mogą umożliwić wcześniejszą diagnozę stanu neurologicznego.
Mangan jest podstawowym składnikiem odżywczym obecnym w „roślinach strączkowych, ananasach, fasoli, orzechach, herbacie i zbożach”.
W organizmie człowieka mangan wspomaga regulację poziomu cukru we krwi, tworzenie kości i odporność.
Jednak narażenie na nadmierne poziomy manganu może wywołać objawy neurologiczne podobne do choroby Parkinsona.
Mangan gromadzi się w zwojach podstawy mózgu.
Naukowcy wiedzą o tych powiązaniach między manganem a chorobą Parkinsona od dziesięcioleci, ale nowe badania pomagają wyjaśnić mechanizmy stojące za tymi skojarzeniami.
Nowym badaniem kierowała Anumantha Kanthasamy, profesor Linda Lloyd Endowed of Neurotoxicology na Iowa State University w Ames.
Mangan pomaga w przenoszeniu wadliwego białka
Choroba Parkinsona charakteryzuje się skupiskami utworzonymi przez nieprawidłowo sfałdowane białko alfa-synukleiny. Te agregaty białek są toksyczne dla neuronów.
Kanthasamy i współpracownicy postanowili zbadać, w jaki sposób te nieprawidłowo fałdujące się białka mogą oddziaływać z manganem, wywołując postęp choroby Parkinsona.
W tym celu zbadali dane z myszy i próbki surowicy krwi pobrane od ośmiu spawaczy. Spawacze jako grupa są bardziej narażeni na długotrwałe narażenie na mangan. W badaniu zbadano również grupę kontrolną 10 osób.
Analizy ujawniły, że spawacze narażeni na mangan mieli wyższy poziom nieprawidłowo sfałdowanej alfa-synukleiny, co zwiększa ryzyko choroby Parkinsona.
Dodatkowe testy hodowli komórkowych wykazały, że nieprawidłowo sfałdowana alfa-synukleina była wydzielana przez małe pęcherzyki zwane egzosomami do przestrzeni zewnątrzkomórkowej. Innymi słowy, pęcherzyki umożliwiały białkom podróżowanie z komórki do komórki i dalsze rozprzestrzenianie źle sfałdowanego białka.
Naukowcy wyizolowali również egzosomy zawierające alfa-synukleinę z komórek wykazujących ekspresję alfa-synukleiny, które miały kontakt z manganem i dostarczyli je do obszaru mózgu myszy zwanego ciałem prążkowanym. To wywołało u myszy objawy podobne do choroby Parkinsona.
Wydaje się, że mangan przyspiesza „przenoszenie alfa-synukleiny między komórkami”, co z kolei prowadzi do neurotoksyczności. Kanthasamy i współpracownicy wyjaśniają:
„Łącznie wyniki te wskazują, że ekspozycja na [mangan] sprzyja wydzielaniu [alfa-synukleiny] w pęcherzykach egzosomalnych, co następnie wywołuje reakcje prozapalne i neurodegeneracyjne zarówno w hodowli komórkowej, jak i w modelach zwierzęcych”.
„[W] e zidentyfikowaliśmy możliwy mechanizm obejmujący przenoszenie a-synukleiny z komórki do komórki za pośrednictwem egzosomu podczas ekspozycji na neurotoksykant środowiskowy” - piszą autorzy.
Odkrycia mogą prowadzić do wcześniejszego wykrycia
Według National Institutes of Health (NIH) około 50 000 osób w Stanach Zjednoczonych każdego roku otrzymuje diagnozę choroby Parkinsona, a obecnie żyje z nią 500 000 osób.
Chociaż na stan nie ma jeszcze lekarstwa, wczesne zdiagnozowanie może zapobiec nieodwracalnemu uszkodzeniu mózgu i przyspieszyć badania kliniczne nowych leków na ludziach.
Wyniki, które właśnie opublikowali Kanthasamy i współpracownicy, mogą pomóc naukowcom w opracowaniu nowego testu diagnostycznego na chorobę Parkinsona, który mógłby wykryć chorobę znacznie wcześniej. Wyniki mogą również pomóc naukowcom sprawdzić, jak skuteczne są nowe leki na chorobę Parkinsona.
„W miarę postępu choroby trudniej jest ją spowolnić za pomocą leczenia” - mówi Kanthasamy. Dodaje: „Wcześniejsze wykrycie, być może poprzez badanie nieprawidłowo sfałdowanej alfa-synukleiny, może prowadzić do lepszych wyników dla pacjentów. Taki test może również wskazywać, czy ktoś jest zagrożony przed wystąpieniem choroby ”.
Jednak autorzy badania ostrzegają również, że ich odkrycia są nadal eksperymentalne i że taki test diagnostyczny może nie być dostępny przez lata.
