Mangan och Parkinsons: Mekanism kan förklara länken
Ny forskning, publicerad i tidskriften Vetenskapssignalering, beskriver mekanismen genom vilken exponering för mangan kan utlösa proteinfällning i hjärnan - vilket i sin tur kan leda till Parkinsonsliknande symtom. Resultaten kan möjliggöra en tidigare diagnos av det neurologiska tillståndet.
Mangan är ett viktigt näringsämne i "baljväxter, ananas, bönor, nötter, te och korn."
I människokroppen hjälper mangan till att reglera blodsocker, benbildning och immunitet.
Exponering för alltför höga nivåer av mangan kan dock utlösa Parkinsonsliknande neurologiska symtom.
Mangan byggs upp i hjärnans basala ganglier.
Forskare har känt till dessa kopplingar mellan mangan och Parkinsons i årtionden, men ny forskning hjälper till att belysa mekanismerna bakom dessa föreningar.
Anumantha Kanthasamy, Linda Lloyd begåvad ordförande för neurotoxikologi vid Iowa State University i Ames, ledde den nya forskningen.
Mangan hjälper till att överföra ett felaktigt protein
Parkinsons sjukdom kännetecknas av klumpar bildade av felveckat alfa-synukleinprotein. Dessa proteinaggregat är giftiga för neuroner.
Kanthasamy och kollegor gick ut för att undersöka hur dessa felvikta proteiner kan interagera med mangan för att utlösa utvecklingen av Parkinsons.
För att göra det undersökte de data från möss och blodserumprover som samlats in från åtta svetsare. Som grupp har svetsare högre risk för långvarig exponering av mangan. Forskningen undersökte också en kontrollgrupp på 10 personer.
Analyserna visade att svetsare med exponering för mangan hade högre nivåer av felveckat alfa-synuklein, vilket sätter dem i högre risk för Parkinsons.
Ytterligare cellodlingstester visade att felveckat alfa-synuklein utsöndrades genom små vesiklar som kallas exosomer i det extracellulära utrymmet. Med andra ord gjorde vesiklarna det möjligt för proteinerna att resa från cell till cell och ytterligare sprida det felveckade proteinet.
Forskarna isolerade också alfasynukleininnehållande exosomer från alfa-synuklein-uttryckande celler som hade exponering för mangan och levererade dem till ett hjärnområde hos möss som kallades corpus striatum. Detta inducerade Parkinsonsliknande symtom hos mössen.
Mangan tycktes påskynda "cell-till-cell-överföring" av alfa-synuklein, vilket i sin tur ledde till neurotoxicitet. Kanthasamy och kollegor förklarar:
"Tillsammans indikerar dessa resultat att [mangan] exponering främjar [alfa-synuklein] utsöndring i exosomala vesiklar, vilket därefter framkallar proinflammatoriska och neurodegenerativa svar i både cellodling och djurmodeller."
"[Vi] identifierade en möjlig mekanism som involverar den exosom-medierade cell-till-cell-överföringen av [alfa-synuklein] under exponering för det neurotoxiska medlet", skriver författarna.
Resultat kan leda till tidigare upptäckt
Enligt National Institutes of Health (NIH) får cirka 50 000 individer i USA en diagnos av Parkinsons varje år och 500 000 personer lever för närvarande med tillståndet.
Även om tillståndet ännu inte har botat, kan diagnosen tidigare förhindra irreversibel hjärnskada och hjälpa till att påskynda kliniska prövningar av nya läkemedel på människa.
Resultaten som Kanthasamy och kollegor just har publicerat kan hjälpa forskare att utforma ett nytt diagnostiskt test för Parkinsons som kan upptäcka sjukdomen mycket tidigare. Resultaten kan också hjälpa forskare att testa hur effektiva nya Parkinsons läkemedel är.
"När sjukdomen utvecklas är det svårare att sakta ner det med behandlingar", säger Kanthasamy. Han tillägger: ”Tidigare upptäckt, kanske genom att testa för felveckad alfa-synuklein, kan leda till bättre resultat för patienter. Ett sådant test kan också indikera om någon är i riskzonen innan sjukdomen uppträder. ”
Studieförfattarna varnar dock också för att deras resultat fortfarande är experimentella och att ett sådant diagnostiskt test kanske inte finns tillgängligt på flera år.
