ارتباط قرار گرفتن در معرض آفت‌کش رایج با افزایش شدید خطر ابتلا به بیماری پارکینسون

برای دهه‌ها، منشأ بیماری پارکینسون عمدتاً از دریچه ژنتیک و پیری نگریسته می‌شد. با این حال، شواهد فزاینده‌ای نشان می‌دهد که عوامل محیطی نقشی بسیار تعیین‌کننده‌تر از آنچه قبلاً تصور می‌شد، ایفا می‌کنند. اکنون یک مطالعه مهم که در مجله «تخریب عصبی مولکولی» (Molecular Neurodegeneration) منتشر شده، واضح‌ترین شواهد را تا به امروز ارائه کرده است که قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض یک آفت‌کش رایج کشاورزی را با افزایش شدید خطر ابتلا به این اختلال عصبی ناتوان‌کننده مرتبط می‌سازد.[1]

این تحقیق، که توسط دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا، لس‌آنجلس (UCLA) هدایت شد، بر روی کلرپیریفوس متمرکز بود؛ یک حشره‌کش ارگانوفسفره که نیم قرن است به طور گسترده در مزارع استفاده می‌شود. یافته‌ها نشان می‌دهند افرادی که به طور مداوم در محل زندگی یا محل کار خود در معرض این ماده شیمیایی قرار گرفته‌اند، با افزایش بیش از ۲.۵ برابری احتمال ابتلا به بیماری پارکینسون مواجه هستند.

نکته مهم این است که این مطالعه فراتر از صرفاً همبستگی آماری است. محققان با ترکیب داده‌های گسترده جمعیت انسانی با آزمایش‌های دقیق آزمایشگاهی، مکانیسم بیولوژیکی دقیقی را که آفت‌کش از طریق آن به مغز آسیب می‌رساند، با موفقیت ترسیم کردند. این رویکرد دوگانه – پیگیری اپیدمیولوژیک همراه با آسیب‌شناسی سلولی – شواهد را از یک هشدار محیطی همبستگی‌محور به یک رابطه علی محتمل تقویت می‌کند.

برای ایجاد ارتباط انسانی، تیم UCLA داده‌های ۸۲۹ فرد مبتلا به پارکینسون را تجزیه و تحلیل کرد و آنها را با ۸۲۴ فرد سالم گروه کنترل مقایسه نمود. از آنجایی که پارکینسون به آرامی پیشرفت می‌کند و اغلب سال‌ها یا حتی دهه‌ها قبل از ظهور اولین لرزش‌ها یا علائم حرکتی آغاز می‌شود، محققان نیاز داشتند تا برای اندازه‌گیری دقیق مواجهه شیمیایی، عمیقاً به گذشته نگاه کنند.[1]

با استفاده از سوابق جامع استفاده از آفت‌کش‌ها در کالیفرنیا که به سال ۱۹۷۴ بازمی‌گردد، تیم آدرس‌های تاریخی خانه و محل کار شرکت‌کنندگان را با این سوابق تطبیق داد. این کار به آنها اجازه داد تا مواجهه تجمعی هر فرد با کلرپیریفوس را در طول عمر تخمین بزنند. داده‌ها الگوی مشخصی را نشان دادند: افرادی که بالاترین مواجهه شغلی را برای طولانی‌ترین دوره‌ها داشتند، ۲.۷۴ برابر بیشتر در معرض خطر ابتلا به این بیماری بودند.[1]

علاوه بر این، خطر ابتلا برای مواجهه‌ای که بیش از یک دهه قبل از تشخیص رخ داده بود، به طور قابل توجهی افزایش یافت. این بازه زمانی کاملاً با پیشرفت شناخته شده بیماری پارکینسون مطابقت دارد، که در آن معمولاً ۶۰ تا ۸۰ درصد از نورون‌های تولیدکننده دوپامین تا زمان بروز علائم بالینی در بیمار، از بین رفته‌اند.[1]

در حالی که داده‌های جمعیتی قانع‌کننده بودند، اثبات علیت مستلزم جداسازی اثرات شیمیایی در یک محیط کنترل‌شده بود. تیم تحقیقاتی به مدل‌های حیوانی روی آورد و موش‌ها را به مدت ۱۱ هفته در معرض کلرپیریفوس اسپری‌شده قرار داد. این کار با استفاده از روش‌های استنشاقی طراحی شده بود تا نحوه مواجهه کارگران کشاورزی و ساکنان اطراف با آفت‌کش در دنیای واقعی را شبیه‌سازی کند.

نتایج در مدل‌های حیوانی با دقت نگران‌کننده‌ای، آسیب‌شناسی انسانی را منعکس کردند. موش‌های در معرض قرار گرفته، مشکلات حرکتی متمایزی پیدا کردند و دچار از دست دادن قابل توجه نورون‌های دوپامینرژیک شدند – سلول‌های تخصصی مغز که مسئول تولید دوپامین هستند، پیام‌رسان شیمیایی حیاتی که حرکت و تعادل را هماهنگ می‌کند.

آنچه محققان در داخل سلول‌های مغزی باقی‌مانده موش‌ها یافتند، حتی بیشتر روشنگر بود. آنها التهاب شدید مغز و تجمع غیرطبیعی آلفا-سینوکلئین را مشاهده کردند. در یک مغز سالم، آلفا-سینوکلئین به طور طبیعی وجود دارد، اما در بیماری پارکینسون، بدشکل شده و توده‌های سمی را تشکیل می‌دهد که به عنوان اجسام لِوی شناخته می‌شوند و به آرامی نورون‌ها را خفه می‌کنند.[1]

برای درک دقیق اینکه چرا این توده‌های سمی تشکیل می‌شوند، دانشمندان آزمایش‌های بیشتری را با استفاده از گورخرماهی (zebrafish)، یک ارگانیسم مدل که در تحقیقات عصبی-ژنتیکی بسیار ارزشمند است، انجام دادند. آنها کشف کردند که کلرپیریفوس مستقیماً در یک فرآیند حیاتی سلولی به نام اتوفاژی (Autophagy) تداخل ایجاد می‌کند.[1]

اتوفاژی اساساً سیستم دفع زباله سلولی مغز است. این مکانیسمی است که سلول‌ها از طریق آن پروتئین‌های آسیب‌دیده و سایر بقایای متابولیک را تجزیه و پاکسازی می‌کنند. با مختل کردن اتوفاژی، آفت‌کش عملاً کامیون‌های زباله سلولی را از کار می‌اندازد و باعث می‌شود پروتئین‌های آلفا-سینوکلئین بدشکل شده تا سطوح کشنده انباشته شوند.[1]

این کشف اختلال اتوفاژی امیدوارکننده‌ترین جنبه مطالعه است، زیرا بلافاصله یک هدف درمانی را نشان می‌دهد. هنگامی که محققان فرآیند اتوفاژی را به طور مصنوعی در گورخرماهی‌ها تحریک کردند، نورون‌ها با موفقیت از اثرات سمی آفت‌کش محافظت شدند. این نشان می‌دهد که داروهای آینده که برای تقویت پاکسازی سلولی طراحی شده‌اند، می‌توانند به طور بالقوه بیماری را در افراد در معرض خطر متوقف یا کند کنند.

کلرپیریفوس تنها ماده شیمیایی تحت بررسی نیست. این یافته‌ها به فهرست رو به رشد سموم محیطی، از جمله علف‌کش پاراکوات (paraquat) و حشره‌کش روتنون (rotenone)، اضافه می‌شوند که به شدت در تخریب عصبی نقش داشته‌اند. اگرچه استفاده مسکونی از کلرپیریفوس در سال ۲۰۰۱ در ایالات متحده ممنوع شد و استفاده کشاورزی آن در سال ۲۰۲۱ محدود گردید، اما همچنان در سطح جهانی مورد استفاده قرار می‌گیرد و میراث مواجهه گذشته همچنان بر جمعیت‌های مسن تأثیر می‌گذارد.[2]

تعامل بین این مواد شیمیایی و زیست‌شناسی انسان پیچیده است. کارشناسان به طور فزاینده‌ای بر این باورند که پارکینسون زمانی فعال می‌شود که سموم محیطی با آسیب‌پذیری‌های ژنتیکی خاص تعامل داشته باشند. همانطور که محققانی که در حال مطالعه یک کمک هزینه ۹ میلیون دلاری چندمؤسسه‌ای مرتبط هستند اخیراً اشاره کردند، به نظر می‌رسد که ژنتیک فرد، اسلحه را پر می‌کند، در حالی که مواجهه محیطی ماشه را می‌کشد.

تلاش جدید چندمؤسسه‌ای از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (induced pluripotent stem cells) مشتق شده از بیمارانی استفاده خواهد کرد که در مناطق کشاورزی با استفاده سنگین از آفت‌کش‌ها، مانند دره مرکزی کالیفرنیا، زندگی می‌کنند. محققان امیدوارند با مقایسه انعطاف‌پذیری سلولی کسانی که به پارکینسون مبتلا شده‌اند در برابر بستگانی که مبتلا نشده‌اند، نشانگرهای ژنتیکی دقیقی را شناسایی کنند که برخی مغزها را در برابر نارسایی اتوفاژی ناشی از آفت‌کش‌ها آسیب‌پذیرتر می‌سازد.

در حالی که عدم قطعیت‌هایی در مورد سطوح دقیق مواجهه تاریخی و انعطاف‌پذیری ژنتیکی فردی باقی مانده است، مطالعه UCLA نشان‌دهنده یک تغییر پارادایم است. دانشمندان با اثبات اینکه سموم محیطی خاص می‌توانند مستقیماً دفاعیات طبیعی مغز را از بین ببرند، دیگر فقط در حال فهرست‌بندی آسیب نیستند – بلکه در حال کشف نقشه‌های راه برای چگونگی ترمیم آن هستند.