Scoperti biomarcatori di esposizione ambientale nella malattia di Parkinson

Un team di ricercatori della Northwestern Medicine ha scoperto nuovi modelli di metilazione del DNA nel sangue dei pazienti affetti dal morbo di Parkinson, secondo i risultati pubblicati sulla rivista Annals of Neurology.

Lo studio, guidato dalla dottoressa Paulina Gonzalez-Latapi, assistente professoressa presso la Divisione dei disturbi del movimento del Dipartimento di neurologia Ken e Ruth Davey, dimostra il potenziale dell'impiego della metilazione del DNA come biomarcatore e strumento diagnostico per identificare il rischio di malattia nei pazienti.

Il morbo di Parkinson si manifesta quando alcune aree del cervello perdono la capacità di produrre dopamina e, di conseguenza, di regolare il movimento. Secondo la Michael J. Fox Foundation for Parkinson's Research, la malattia colpisce oltre sei milioni di persone in tutto il mondo.

Oltre alle note cause genetiche del morbo di Parkinson, studi recenti suggeriscono anche che i fattori ambientali possano aumentare il rischio di sviluppare la malattia. Tuttavia, la comprensione dell'impatto dei fattori ambientali e delle mutazioni genetiche sul rischio di sviluppare la malattia rimane poco chiara.

Nello studio attuale, i ricercatori hanno esaminato i profili di metilazione del DNA da campioni di sangue di 196 pazienti affetti dal morbo di Parkinson e 86 partecipanti sani arruolati nello studio Parkinson's Progression Markers Initiative (PPMI).

"La metilazione del DNA, in un certo senso, funge da memoria di precedenti esposizioni ambientali che alla fine alterano le firme di metilazione nelle nostre cellule e nei nostri corpi", ha affermato Gonzalez-Latapi.

I ricercatori hanno inizialmente analizzato i dati di metilazione a livello genomico per identificare i cambiamenti di metilazione nei campioni di sangue intero dei partecipanti (composti da globuli rossi, globuli bianchi e piastrine) durante il periodo di studio di tre anni. Hanno poi integrato questi dati con i dati di espressione genica ottenuti tramite sequenziamento dell'RNA. Utilizzando una varietà di approcci, il team ha individuato 75 geni differenzialmente espressi con pattern di metilazione distinti nei pazienti con Parkinson rispetto ai controlli sani.

Arricchimento del pathway per le regioni differenzialmente metilate (DMR) al basale. La dimensione del cerchio rappresenta il numero di geni appartenenti a ciascun pathway (cerchio più grande = più geni). Fonte: Annals of Neurology (2024). DOI: 10.1002/ana.26923

Nello specifico, sono state osservate differenze costanti nella metilazione del DNA nel gene CYP2E1, sia rispetto al basale che durante i tre anni di studio. La proteina CYP2E1 è nota per metabolizzare substrati, inclusi i pesticidi, la cui esposizione è stata precedentemente collegata allo sviluppo del morbo di Parkinson, secondo Gonzalez-Latapy.

"Si tratta di un passo significativo verso la comprensione delle complesse interazioni che si verificano nel morbo di Parkinson e potrebbe aprire la strada all'identificazione di potenziali biomarcatori per una diagnosi precoce e per monitorare la progressione della malattia", ha affermato Gonzalez-Latapy.

"La caratterizzazione della metilazione del DNA e dei modelli di espressione genica nel sangue potrebbe aiutarci a comprendere le complesse interazioni tra fattori ambientali e genetici nello sviluppo del morbo di Parkinson", ha affermato Dimitri Crane, MD, Ph.D., professore Aaron Montgomery Ward e titolare della cattedra Ken and Ruth Davey presso il Dipartimento di neurologia, autore principale dello studio.

"Da una prospettiva più ampia, tali studi basati sui pazienti aiuteranno a classificare i pazienti affetti dal morbo di Parkinson attraverso una lente biologica, il che in ultima analisi faciliterà lo sviluppo di trattamenti più precisi per i pazienti affetti da diversi sottotipi della malattia."

In futuro, ha affermato González-Latapy, il suo team prevede di studiare i dati sulla metilazione del DNA nei pazienti nella fase prodromica del Parkinson, ovvero coloro che sono a rischio di sviluppare la malattia ma non ne manifestano ancora i sintomi. Sperano anche di studiare come l'esposizione ambientale, come quella ai pesticidi, influenzi i cambiamenti di metilazione nei pazienti nel tempo, ha aggiunto.