Onderzoek gaat na wat invloed is van omgevingsfactoren op neurologische aandoeningen

Abstract
Zowel de genen als de omgevingsfactoren bepalen het ziekterisico van een persoon, maar terwijl genen vaak worden gecatalogiseerd, verstoord, geactiveerd, uitgeschakeld en systematisch worden getest in het labo, is blootstelling aan de omgeving vaak slechts het onderwerp van een eenmalige studie. Onderzoekers van het Brigham en Women’s Hospital (Boston) hebben een aanpak ontwikkeld om de effecten van honderden omgevingsfactoren bij de ontwikkeling van neurologische aandoeningen systematisch en gelijktijdig in kaart te brengen. Door middel van een reeks onderzoeken heeft het team omgevingsfactoren geïdentificeerd die neurologische ontstekingen in de hand werken, waaronder een herbicide dat in de VS wordt gebruikt, maar in Europa nu verboden is. Details in verband met de aanpak en bevindingen van het team worden gepubliceerd in Cell.

Volledige tekst
“Wanneer we ontstekingen en neurodegeneratie bestuderen, dan leren we dat het milieu net zo’n belangrijke rol kan spelen als de genetica,” aldus auteur Francisco Quintana, doctorandus en een van de voornaamste onderzoekers in het Ann Romney Center for Neurologic Diseases in het Brigham-ziekenhuis. “We hebben een platform opgericht om systematisch de onderbelichte effecten van blootstelling aan de omgeving te onderzoeken. Zo hebben we bijvoorbeeld een van onze opvallendste ontdekkingen opgevolgd, een herbicide dat nu verboden is in Europa. Het doel van ons werk is om resultaten te bieden die kunnen worden gebruikt voor toekomstig epidemiologisch onderzoek en om bruikbare doelen te kunnen vaststellen.”

Quintana en zijn collega’s zijn begonnen met het onderzoek naar 976 chemicaliën afkomstig van verschillende bronnen, variërend van industrie- en consumptieproducten tot levensmiddelenadditieven. Dit staat bekend als de ToxtCast-chemicaliëninventaris en werd opgericht door het U.S. Environmental Protection Agency (EPA) en werd ter beschikking van Quintana en zijn collega’s gesteld voor onderzoek. Het team begon door een bio-informatica-analyse te gebruiken om verbindingen te identificeren, die signalen beïnvloedden die eerder met multiple sclerose verbonden waren. Deze analyse leverde 75 kandidaat-verbindingen op.

Met behulp van een nieuw zebravismodel van multiple sclerose heeft het team elke verbinding aan het water toegevoegd en de effecten van elke verbinding op ontstekingen van het centrale zenuwstelsel geëvalueerd. Ze focusten op vijf verbindingen die de activiteit verhoogden van nos2a, een gen geassocieerd met ontstekingen. De onderzoekers testten de verbindingen in astrocyten bij muizen, stervormige gliacellen die zich in de hersenen en het ruggenmerg bevinden. Ze ontdekten dat linuron, een herbicide, en methylcarbamaat, een verbinding die gebruikt wordt in de textiel-, polymeer- en farmaceutische industrie, ontstekingen in de astrocyten stimuleerden.

Linuron is een herbicide dat wordt gebruikt in de landbouwindustrie om grassen en onkruid te bestrijden. Hoewel linuron momenteel in de VS en elders verkrijgbaar is, is het onlangs in Europa verboden omwille van het potentiële risico voor zoogdieren. Aan de hand van een bio-informatica-analyse, laboratoriumonderzoek van cellen van muizen en patiënten met multiple sclerose, genbewerking en computermodellering, stelden Quintana en zijn collega’s een moleculaire route samen, waarlangs linuron ontstekingsreacties in astrocyten zou kunnen veroorzaken. Hun bevindingen benadrukken de rol van Sigmar1, een membraanreceptor die is gekoppeld aan de ontwikkeling van neurologische aandoeningen zoals amyotrofische laterale sclerose (ALS), een ziekte waarvan al lang wordt gedacht dat er milieufactoren aan bijdragen.

De onderzoekers merken op dat hun bevindingen beperkt zijn tot de 976 onderzochte verbindingen, maar dat hun benadering ook op grotere schaal zou kunnen worden uitgevoerd, wanneer een grotere bibliotheek aan chemicaliën beschikbaar zou zijn om te testen. Deze studies hebben tot doel om potentiële milieublootstellingen te identificeren die ontstekingen van het centrale zenuwstelsel beïnvloeden. Nochtans waarschuwen de auteurs ervoor dat verder epidemiologisch onderzoek nodig is om deze bevindingen en hun implicaties bij mensen verder na te gaan.

Naast de huidige studie, werken Quintana en zijn collega’s samen met het EPA aan een parallelle studie van darmontsteking en de rol van chemische producten die op de ToxCast-lijst staan bij ziekten zoals het prikkelbaredarmsyndroom (PDS). Het team bestudeert eveneens de gevolgen van astrocytaire ontstekingen bij hersentumoren en is geïnteresseerd in hoe de pas ontdekte weg de afweerreactie bij glioblastoom kan beïnvloeden.

“Onze bevindingen bevestigen de noodzaak van systematisch onderzoek naar de effecten van het ‘exposoom’—  alle omgevingsfactoren die mensen tijdens hun leven ervaren—op neurologische en andere aandoeningen,” zegt Quintana. “Studies van het exposoom hebben het potentieel om onbekende oorzaken van ontstekingen en belangrijke omgevingsfactoren die kunnen bijdragen aan risico’s te identificeren.”

Vertaling: Ibe Deturck

Bron: Medical Xpress