התגלו סמנים ביולוגיים של חשיפה סביבתית במחלת פרקינסון

צוות חוקרים מ-Northwestern Medicine גילה דפוסים חדשים של מתילציה של DNA בדם של חולים עם מחלת פרקינסון, על פי תוצאות שפורסמו בAnnals of Neurology.

המחקר, בהובלת פאולינה גונזלס-לטאפי (MD, MS), עוזרת פרופסור בחטיבה להפרעות תנועה במחלקה למדעי המוח של קן ורות דייבי, מדגים את הפוטנציאל של שימוש במתילציה של DNA כסמן ביולוגי וכלי אבחון כדי לזהות סיכון למחלה בחולים.

מחלת פרקינסון מתרחשת כאשר אזורים מסוימים במוח מאבדים את היכולת לייצר דופמין ובסופו של דבר לווסת את התנועה. המצב משפיע על יותר משישה מיליון אנשים ברחבי העולם, על פי קרן מייקל ג'יי פוקס לחקר מחלת פרקינסון.

בנוסף לגורמים הגנטיים הידועים כבר למחלת פרקינסון, מחקרים עדכניים מראים גם שגורמים סביבתיים עשויים להגביר את הסיכון לפתח את המחלה. עם זאת, הבנת ההשפעה של גורמים סביבתיים ומוטציות גנטיות על הסיכון לפתח את המחלה עדיין לא מובנת.

במחקר הנוכחי, החוקרים בחנו פרופילי מתילציה של DNA מדגימות דם מ-196 חולים עם מחלת פרקינסון ו-86 משתתפים בריאים שנרשמו למחקר של פרקינסון התקדמות סמני יוזמת (PPMI).

"מתילציה של DNA, במובן מסוים, משמשת כזיכרון של חשיפות סביבתיות קודמות שמשנות בסופו של דבר את חתימות המתילציה בתאים ובגופנו", אמר גונזלס-לטאפי.

החוקרים ניתחו לראשונה נתוני מתילציה גנומית כדי לזהות שינויים במתילציה בדגימות הדם המלאות של המשתתפים (המורכבות מתאי דם אדומים, תאי דם לבנים וטסיות דם) במהלך תקופת המחקר בת שלוש שנים. לאחר מכן הם שילבו נתונים אלה עם נתוני ביטוי גנים שהתקבלו באמצעות רצף RNA. באמצעות גישות שונות, הצוות מצא 75 גנים בעלי ביטוי דיפרנציאלי עם דפוסי מתילציה שונים בחולים עם מחלת פרקינסון בהשוואה לאנשי ביקורת בריאים.

העשרה במסלול עבור אזורים מתילטים דיפרנציאליים (DMRs) בקו הבסיס. גודל המעגל מייצג את מספר הגנים השייכים לכל מסלול (מעגל גדול יותר = יותר גנים). מקור: Annals of Neurology (2024). DOI: 10.1002/ana.26923

נצפו במיוחד הבדלים מתמשכים במתילציה של DNA בגן CYP2E1 מההתחלה ולאורך כל תקופת המחקר בת שלוש שנים. חלבון CYP2E1 ידוע כגורם לחילוף חומרים, כולל חומרי הדברה, שחשיפתם נקשרה בעבר להתפתחות מחלת פרקינסון, על פי גונזלס-לטאפי.

"זהו צעד משמעותי לקראת חשיפת האינטראקציות המורכבות המתרחשות במחלת פרקינסון ועשוי לסלול את הדרך לזיהוי סמנים ביולוגיים פוטנציאליים לאבחון מוקדם ולהתקדמות", אמר גונזלס-לטאפי.

"למאפיינים של מתילציה של DNA וביטוי גנים בדם יש פוטנציאל לעזור לנו להבין את האינטראקציות המורכבות בין גורמים סביבתיים וגנטיים בהתפתחות מחלת פרקינסון," אמר דימיטרי קריין, ד"ר, דוקטור, אהרון. פרופסור ויו"ר מונטגומרי וורד קן ורות דייבי המחלקה למדעי המוח, מחבר בכיר של המחקר.

"מנקודת מבט רחבה יותר, מחקרים מבוססי מטופלים כאלה יסייעו לסווג חולים עם מחלת פרקינסון דרך עדשה ביולוגית, מה שבסופו של דבר יקל על פיתוח טיפולים מדויקים יותר לחולים עם תת-סוגים שונים של המחלה."

בהמשך, אמרה גונזלס-לטאפי, הצוות שלה מתכנן לחקור נתוני מתילציה של DNA בחולים בשלב הפרודרומלי של מחלת פרקינסון - אלה שנמצאים בסיכון לפתח את המחלה אך אינם מראים עדיין תסמינים. הם גם מקווים ללמוד כיצד חשיפות סביבתיות, כגון חשיפה לחומרי הדברה, משפיעות על שינויים במתילציה בחולים לאורך זמן, היא הוסיפה.