Parkinsonin taudin ympäristöaltistumisen biomarkkereita löydetty

Northwestern Medicinen tutkijaryhmä on löytänyt uusia DNA-metylaatiomalleja Parkinsonin tautia sairastavien potilaiden verestä, Annals of Neurology -lehdessä julkaistujen tulosten mukaan.

Tutkimus, jota johti Paulina Gonzalez-Latapi, MD, MS, joka toimii Ken ja Ruth Daveyn neurologian osaston liikehäiriöiden osaston apulaisprofessorina, osoittaa DNA-metylaation käytön mahdollisuudet biomarkkerina ja diagnostisena työkaluna potilaiden sairausriskin tunnistamiseksi.

Parkinsonin tauti syntyy, kun tietyt aivojen alueet menettävät kyvyn tuottaa dopamiinia ja lopulta säädellä liikkeitä. Michael J. Foxin Parkinson-tutkimussäätiön mukaan sairaus vaikuttaa yli kuuteen miljoonaan ihmiseen maailmanlaajuisesti.

Parkinsonin taudin tunnettujen geneettisten syiden lisäksi viimeaikaiset tutkimukset viittaavat myös siihen, että ympäristötekijät voivat lisätä taudin kehittymisen riskiä. Ympäristötekijöiden ja geneettisten mutaatioiden vaikutusta taudin kehittymisen riskiin ei kuitenkaan vielä ymmärretä kunnolla.

Nykyisessä tutkimuksessa tutkijat tarkastelivat DNA:n metylaatioprofiileja verinäytteistä 196 Parkinsonin tautia sairastavalta potilaalta ja 86 terveeltä osallistujalta, jotka olivat mukana Parkinson's Progression Markers Initiative (PPMI) -tutkimuksessa.

"DNA:n metylaatio toimii tavallaan muistona aiemmista ympäristöaltistuksista, jotka lopulta muuttavat metylaatiomerkkejä soluissamme ja kehossamme", Gonzalez-Latapi sanoi.

Tutkijat analysoivat ensin koko genomin kattavaa metylaatiodataa tunnistaakseen metylaatiomuutokset osallistujien kokoverinäytteissä (jotka koostuivat punasoluista, valkosoluista ja verihiutaleista) kolmen vuoden tutkimusjakson aikana. Sitten he integroivat nämä tiedot RNA-sekvensoinnilla saatuihin geenien ilmentymistä koskeviin tietoihin. Käyttämällä erilaisia lähestymistapoja tiimi löysi 75 eri tavoin ilmentyvää geeniä, joilla oli erilliset metylaatiomallit Parkinsonin tautia sairastavilla potilailla verrattuna terveisiin verrokkeihin.

Lähtötilanteessa differentiaalisesti metyloituneiden alueiden (DMR) geenien rikastuminen. Ympyrän koko edustaa kuhunkin reittiin kuuluvien geenien lukumäärää (suurempi ympyrä = enemmän geenejä). Lähde: Annals of Neurology (2024). DOI: 10.1002/ana.26923

Erityisesti CYP2E1-geenin DNA-metylaatiossa havaittiin johdonmukaisia eroja lähtötilanteesta ja koko kolmivuotisen tutkimusjakson ajan. Gonzalez-Latapyn mukaan CYP2E1-proteiinin tiedetään metaboloivan substraatteja, mukaan lukien torjunta-aineita, joille altistuminen on aiemmin yhdistetty Parkinsonin taudin kehittymiseen.

"Tämä on merkittävä askel kohti Parkinsonin taudin monimutkaisten vuorovaikutusten selvittämistä ja voi tasoittaa tietä potentiaalisten biomarkkereiden tunnistamiselle varhaista diagnoosia ja etenemistä varten", Gonzalez-Latapy sanoi.

"DNA:n metylaation ja geenien ilmentymismallien karakterisointi veressä voi auttaa meitä ymmärtämään ympäristötekijöiden ja geneettisten tekijöiden monimutkaisia vuorovaikutuksia Parkinsonin taudin kehittymisessä", sanoo tutkimuksen vanhempi kirjoittaja, Aaron Montgomery Ward -professori ja Ken ja Ruth Davey -professori neurologian laitoksella, lääketieteen tohtori Dimitri Crane.

"Laajemmasta näkökulmasta tällaiset potilaskohtaiset tutkimukset auttavat luokittelemaan Parkinsonin tautia sairastavia potilaita biologisen linssin läpi, mikä lopulta helpottaa tarkempien hoitojen kehittämistä potilaille, joilla on taudin eri alatyyppejä."

González-Latapy sanoi, että hänen tiiminsä aikoo jatkossa tutkia DNA:n metylaatiotietoja Parkinsonin taudin ennakkovaiheessa olevilla potilailla – potilailla, joilla on riski sairastua tautiin, mutta joilla ei vielä ole oireita. He toivovat myös voivansa tutkia, miten ympäristölle, kuten torjunta-aineille, altistuminen, vaikuttaa metylaatiomuutoksiin potilailla ajan myötä, hän lisäsi.