Manganese e Parkinson: il meccanismo può spiegare il collegamento
Nuova ricerca, pubblicata sulla rivista Segnalazione scientifica, descrive in dettaglio il meccanismo attraverso il quale l'esposizione al manganese può innescare il ripiegamento errato delle proteine nel cervello, che a sua volta può portare a sintomi simili al Parkinson. I risultati possono consentire una diagnosi precoce della condizione neurologica.
Il manganese è un nutriente essenziale presente in "legumi, ananas, fagioli, noci, tè e cereali".
Nel corpo umano, il manganese aiuta la regolazione dello zucchero nel sangue, la formazione delle ossa e l'immunità.
Tuttavia, l'esposizione a livelli eccessivi di manganese può innescare sintomi neurologici simili al Parkinson.
Il manganese si accumula nell'area dei gangli della base del cervello.
I ricercatori conoscono questi legami tra manganese e Parkinson da decenni, ma una nuova ricerca aiuta a chiarire i meccanismi alla base di queste associazioni.
Anumantha Kanthasamy, la Linda Lloyd Endowed Chair of Neurotoxicology presso Iowa State University di Ames, ha guidato la nuova ricerca.
Il manganese aiuta a trasferire una proteina difettosa
La malattia di Parkinson è caratterizzata da grumi formati da proteine alfa-sinucleina ripiegate in modo errato. Questi aggregati proteici sono tossici per i neuroni.
Kanthasamy e colleghi hanno deciso di indagare su come queste proteine di ripiegamento errato potrebbero interagire con il manganese per innescare la progressione del Parkinson.
A tal fine, hanno esaminato i dati di topi e campioni di siero di sangue raccolti da otto saldatori. Come gruppo, i saldatori hanno un rischio maggiore di esposizione prolungata al manganese. La ricerca ha anche esaminato un gruppo di controllo di 10 persone.
Le analisi hanno rivelato che i saldatori esposti al manganese avevano livelli più elevati di alfa-sinucleina piegata in modo errato, il che li espone a un rischio maggiore di Parkinson.
Ulteriori test di coltura cellulare hanno mostrato che l'alfa-sinucleina ripiegata male è stata secreta attraverso piccole vescicole chiamate esosomi nello spazio extracellulare. In altre parole, le vescicole hanno permesso alle proteine di viaggiare da una cellula all'altra e di diffondere ulteriormente la proteina mal ripiegata.
Gli scienziati hanno anche isolato esosomi contenenti alfa-sinucleina da cellule che esprimono alfa-sinucleina esposte al manganese e li hanno consegnati a un'area del cervello nei topi chiamata corpo striato. Ciò ha indotto sintomi simili al Parkinson nei topi.
Il manganese sembrava accelerare la "trasmissione da cellula a cellula" dell'alfa-sinucleina, che a sua volta portava alla neurotossicità. Kanthasamy e colleghi spiegano:
"Insieme, questi risultati indicano che l'esposizione [al manganese] promuove la secrezione di [alfa-sinucleina] nelle vescicole esosomiali, che successivamente evoca risposte proinfiammatorie e neurodegenerative sia nella coltura cellulare che nei modelli animali".
"[W] e identificato un possibile meccanismo che coinvolge la trasmissione da cellula a cellula mediata da esosomi di [alfa-sinucleina] durante l'esposizione al neurotossico ambientale", scrivono gli autori.
I risultati possono portare a un rilevamento precoce
Secondo il National Institutes of Health (NIH), circa 50.000 persone negli Stati Uniti ricevono una diagnosi di Parkinson ogni anno e 500.000 persone attualmente convivono con questa condizione.
Sebbene la condizione non abbia ancora una cura, una diagnosi precoce può prevenire danni irreversibili al cervello e aiutare ad accelerare le sperimentazioni cliniche sull'uomo di nuovi farmaci.
I risultati che Kanthasamy e colleghi hanno appena pubblicato potrebbero aiutare gli scienziati a ideare un nuovo test diagnostico per il Parkinson che potrebbe rilevare la malattia molto prima. I risultati possono anche aiutare gli scienziati a testare l'efficacia dei nuovi farmaci per il Parkinson.
"Con l'avanzare della malattia, è più difficile rallentarla con i trattamenti", dice Kanthasamy. Aggiunge: “Una diagnosi precoce, forse mediante test per alfa-sinucleina ripiegata in modo errato, può portare a risultati migliori per i pazienti. Un tale test potrebbe anche indicare se qualcuno è a rischio prima dell'inizio della malattia ".
Tuttavia, gli autori dello studio avvertono anche che i loro risultati sono ancora sperimentali e che tale test diagnostico potrebbe non essere disponibile per anni.
