התגלו סמנים ביולוגיים לחשיפה סביבתית במחלת פרקינסון

צוות חוקרים מ-Northwestern Medicine גילה דפוסי מתילציה חדשים של DNA בדם של חולי פרקינסון, כך עולה מתוצאות שפורסמו בכתב העת Annals of Neurology.

המחקר, בראשות ד"ר פאולינה גונזלס-לטפי, פרופסור משנה במחלקה להפרעות תנועה במחלקה לנוירולוגיה ע"ש קן ורות דייווי, מדגים את הפוטנציאל של שימוש במתילציה של DNA כסמן ביולוגי וכלי אבחון לזיהוי סיכון למחלות בחולים.

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

בנוסף לגורמים הגנטיים הידועים למחלת פרקינסון, מחקרים אחרונים מצביעים גם על כך שגורמים סביבתיים עשויים להגביר את הסיכון לפתח את המחלה. עם זאת, הבנת ההשפעה של גורמים סביבתיים ומוטציות גנטיות על הסיכון לפתח את המחלה נותרה אינה מובנת היטב.

במחקר הנוכחי, החוקרים בחנו פרופילי מתילציה של DNA מדגימות דם מ-196 חולי פרקינסון ו-86 משתתפים בריאים שנרשמו למחקר Parkinson's Progression Markers Initiative (PPMI).

"מתילציה של DNA, במובן מסוים, משמשת כזיכרון של חשיפות סביבתיות קודמות שבסופו של דבר משנות את חתימות המתילציה בתאים ובגופים שלנו", אמרה גונזלס-לטפי.

החוקרים ניתחו תחילה נתוני מתילציה כלל-גנומיים כדי לזהות שינויים במתילציה בדגימות הדם המלאות של המשתתפים (המורכבות מתאי דם אדומים, תאי דם לבנים וטסיות דם) במהלך תקופת המחקר בת שלוש השנים. לאחר מכן הם שילבו נתונים אלה עם נתוני ביטוי גנים שהתקבלו באמצעות ריצוף RNA. באמצעות מגוון גישות, הצוות מצא 75 גנים בעלי ביטוי דיפרנציאלי עם דפוסי מתילציה שונים בחולי פרקינסון בהשוואה לקבוצת ביקורת בריאה.

העשרת מסלולים עבור אזורים מתילציה דיפרנציאלית (DMRs) בנקודת ההתחלה. גודל העיגול מייצג את מספר הגנים השייכים לכל מסלול (עיגול גדול יותר = יותר גנים). מקור: Annals of Neurology (2024). DOI: 10.1002/ana.26923

באופן ספציפי, נצפו הבדלים עקביים במתילציה של DNA בגן CYP2E1 מתחילת המחקר ולאורך תקופת המחקר בת שלוש השנים. חלבון CYP2E1 ידוע כמפרק סובסטרטים, כולל חומרי הדברה, שחשיפה אליהם נקשרה בעבר להתפתחות מחלת פרקינסון, על פי גונזלס-לטפי.

"זהו צעד משמעותי לקראת פירוט האינטראקציות המורכבות המתרחשות במחלת פרקינסון ועשוי לסלול את הדרך לזיהוי סמנים ביולוגיים פוטנציאליים לאבחון מוקדם ולהתקדמות המחלה", אמרה גונזלס-לטפי.

"אפיון מתילציה של DNA ודפוסי ביטוי גנים בדם טומן בחובו פוטנציאל לסייע לנו להבין את יחסי הגומלין המורכבים בין גורמים סביבתיים וגנטיים בהתפתחות מחלת פרקינסון", אמר ד"ר דימיטרי קריין, פרופסור אהרון מונטגומרי וורד והיו"ר ע"ש קן ורות דייוי במחלקה לנוירולוגיה, המחבר הבכיר של המחקר.

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

גונזלס-לטפי אמרה כי הצוות שלה מתכנן לחקור נתוני מתילציה של DNA בחולים בשלב הפרודומלי של מחלת פרקינסון - אלו הנמצאים בסיכון לפתח את המחלה אך עדיין אינם מראים תסמינים. הם מקווים גם לחקור כיצד חשיפות סביבתיות, כגון חשיפה לחומרי הדברה, משפיעות על שינויים במתילציה בחולים לאורך זמן, הוסיפה.