Objevení biomarkerů expozice životnímu prostředí u Parkinsonovy choroby

Tým výzkumníků z Northwestern Medicine objevil nové vzorce metylace DNA v krvi pacientů s Parkinsonovou chorobou, jak vyplývá z výsledků publikovaných v časopise Annals of Neurology.

Studie vedená Paulinou Gonzalez-Latapi, MD, MS, odbornou asistentkou na Oddělení pohybových poruch na Neurologické klinice Kena a Ruth Daveyových, demonstruje potenciál využití metylace DNA jako biomarkeru a diagnostického nástroje k identifikaci rizika onemocnění u pacientů.

Parkinsonova choroba vzniká, když určité oblasti mozku ztrácejí schopnost produkovat dopamin a v konečném důsledku regulovat pohyb. Podle Nadace Michaela J. Foxe pro výzkum Parkinsonovy choroby postihuje toto onemocnění více než šest milionů lidí na celém světě.

Kromě známých genetických příčin Parkinsonovy choroby nedávné studie naznačují, že faktory prostředí mohou také zvyšovat riziko vzniku onemocnění. Pochopení dopadu faktorů prostředí a genetických mutací na riziko vzniku onemocnění však zůstává nedostatečně pochopeno.

V současné studii vědci zkoumali profily metylace DNA z krevních vzorků od 196 pacientů s Parkinsonovou chorobou a 86 zdravých účastníků zapojených do studie Parkinson's Progression Markers Initiative (PPMI).

„Metylace DNA v jistém smyslu slouží jako vzpomínka na předchozí vystavení vlivům prostředí, které nakonec mění metylační signatury v našich buňkách a tělech,“ řekl Gonzalez-Latapi.

Vědci nejprve analyzovali data o metylaci celého genomu, aby identifikovali změny metylace ve vzorcích plné krve účastníků (složené z červených krvinek, bílých krvinek a krevních destiček) během tříletého studijního období. Tato data poté integrovali s daty o genové expresi získanými sekvenováním RNA. Pomocí různých přístupů tým nalezl u pacientů s Parkinsonovou chorobou ve srovnání se zdravými kontrolami 75 odlišně exprimovaných genů s odlišnými metylačními vzorci.

Obohacení dráhy o diferencovaně metylované oblasti (DMR) na začátku studie. Velikost kruhu představuje počet genů patřících do každé dráhy (větší kruh = více genů). Zdroj: Annals of Neurology (2024). DOI: 10.1002/ana.26923

Konkrétně byly zaznamenány konzistentní rozdíly v metylaci DNA u genu CYP2E1 od výchozího stavu a během celého tříletého období studie. Je známo, že protein CYP2E1 metabolizuje substráty, včetně pesticidů, jejichž expozice byla dříve spojována s rozvojem Parkinsonovy choroby, uvádí Gonzalez-Latapy.

„Toto je významný krok k odhalení komplexních interakcí, které se vyskytují u Parkinsonovy choroby, a může připravit cestu k identifikaci potenciálních biomarkerů pro včasnou diagnózu a progresi,“ řekl Gonzalez-Latapy.

„Charakterizace metylace DNA a vzorců genové exprese v krvi nám může pomoci pochopit komplexní interakce mezi environmentálními a genetickými faktory při rozvoji Parkinsonovy choroby,“ řekl Dr. Dimitri Crane, Ph.D., profesor na Aaron Montgomery Ward a vedoucí katedry Kena a Ruth Daveyových na neurologickém oddělení, hlavní autor studie.

„Z širšího hlediska pomohou takové studie zaměřené na pacienty klasifikovat pacienty s Parkinsonovou chorobou biologickým pohledem, což v konečném důsledku usnadní vývoj přesnějších léčebných postupů pro pacienty s různými podtypy onemocnění.“

González-Latapyová uvedla, že její tým plánuje do budoucna studovat data o metylaci DNA u pacientů v prodromální fázi Parkinsonovy choroby – u těch, kteří jsou ohroženi rozvojem onemocnění, ale dosud nevykazují příznaky. Doufají také, že se jim podaří prozkoumat, jak vlivy prostředí, jako je expozice pesticidům, ovlivňují změny metylace u pacientů v průběhu času, dodala.