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 di pazienti affetti da morbo di Parkinson, secondo i risultati pubblicati negli Annals of Neurology.

Lo studio, condotto da Paulina Gonzalez-Latapi (MD, MS), professoressa assistente presso la Divisione dei disturbi del movimento presso il Dipartimento di Neuroscienze di Ken e Ruth Davey, dimostra il potenziale dell'utilizzo della metilazione del DNA come biomarcatore e strumento diagnostico per identificare il rischio di malattia nei pazienti.

La

morbo di Parkinson si verifica quando alcune aree del cervello perdono la capacità di produrre dopamina e, in ultima analisi, di regolare il movimento. Secondo la Michael J. Fox Foundation for Parkinson's Disease Research, questa condizione colpisce più di sei milioni di persone in tutto il mondo.

Oltre alle già note cause genetiche della malattia di Parkinson, recenti ricerche suggeriscono anche che i fattori ambientali possono 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 conosciuta.

Nel presente studio, i ricercatori hanno esaminato i profili di metilazione del DNA da campioni di sangue di 196 pazienti con malattia di Parkinson e 86 partecipanti sani arruolati nello studio Parkinson's Progression Markers Initiative (PPMI).

"La metilazione del DNA, in un certo senso, serve come ricordo di precedenti esposizioni ambientali che alla fine modificano le firme della metilazione nelle nostre cellule e nei nostri corpi", ha affermato Gonzalez-Latapi.

I ricercatori hanno prima analizzato i dati sulla metilazione genomica per identificare i cambiamenti di metilazione nei campioni di sangue intero dei partecipanti (costituiti da globuli rossi, globuli bianchi e piastrine) durante il periodo di studio di tre anni. Hanno poi integrato questi dati con i dati sull'espressione genica ottenuti tramite il sequenziamento dell'RNA. Utilizzando approcci diversi, il team ha scoperto 75 geni espressi in modo differenziale con diversi modelli di metilazione nei pazienti con malattia di Parkinson rispetto ai controlli sani.

Arricchimento del percorso per regioni differenzialmente metilate (DMR) al basale. La dimensione del cerchio rappresenta il numero di geni appartenenti a ciascuna via (cerchio più grande = più geni). Fonte: Annali di Neurologia (2024). DOI: 10.1002/ana.26923

Sono state osservate in particolare differenze persistenti nella metilazione del DNA nel gene CYP2E1 dall'inizio e durante il periodo di studio di tre anni. È noto che la proteina CYP2E1 metabolizza i substrati, compresi i pesticidi, la cui esposizione è stata precedentemente collegata allo sviluppo del morbo di Parkinson, secondo Gonzalez-Latapi.

"Si tratta di un passo significativo verso la scoperta delle complesse interazioni che si verificano nella malattia di Parkinson e potrebbe aprire la strada all'identificazione di potenziali biomarcatori per la diagnosi precoce e la progressione", ha affermato Gonzalez-Latapi.

"La caratterizzazione dei modelli di metilazione del DNA e dell'espressione genica nel sangue può potenzialmente aiutarci a comprendere le complesse interazioni tra fattori ambientali e genetici nello sviluppo della malattia di Parkinson", ha affermato Dimitri Crane, M.D., Ph.D., Aaron Ken, professore e presidente di Montgomery Ward, e Ruth Davey, Dipartimento di Neuroscienze, autore senior dello studio.

"Da una prospettiva più ampia, tali studi basati sui pazienti aiuteranno a classificare i pazienti affetti dalla malattia di Parkinson attraverso una lente biologica, che in definitiva faciliterà lo sviluppo di trattamenti più precisi per i pazienti con diversi sottotipi della malattia."

Per il futuro, ha detto Gonzalez-Latapi, il suo team prevede di studiare i dati sulla metilazione del DNA nei pazienti nella fase prodromica della malattia di Parkinson, ovvero coloro che sono a rischio di sviluppare la malattia ma non mostrano ancora i sintomi. Sperano anche di studiare in che modo le esposizioni ambientali, come l'esposizione ai pesticidi, influenzano i cambiamenti di metilazione nei pazienti nel tempo, ha aggiunto.