Фунгициды вызывают изменения экспрессии генов, связанных с аутизмом у мышей

Клетки мозга мышей, подвергнутых воздействию нового класса фунгицидов, показали изменения в экспрессии генов, подобные найденным у людей, страдающих аутизмом, болезнью Альцгеймера и других неврологических состояний, согласно результатам нового исследования.

В то время, как исследователи говорят, что результаты — опубликованы в Nature Communications — не могут подтвердить, что химические вещества вызывают такие условия в организме человека, они считают, что дальнейшее расследование является оправданным.

Исследование было проведено главным автором Mark Zylka, кандидатом технических наук, доцентом кафедры клеточной биологии и физиологии в Университете Северной Каролины (UNC) Школы Медицины и его коллегами.
Для того, чтобы достичь своих результатов, команда подвергает клетки мозга или нейроны мышей около 300 химическим веществам, в том числе различным фунгицидам.

Фунгициды представляют собой химические вещества, которые могут предотвратить или убить рост грибов, защитить растения и культуры от грибов, связанных с повреждением.

Исследователи использовали РНК-секвенирование на нейроны мыши для того, чтобы точно определить, какие гены могут быть затронуты в результате воздействия химических веществ, сравнивая их с нейронами, которые не подвергались воздействию химическими веществами.

Используя серию компьютерных программ, команда смогла установить, какие химические вещества вызвали аналогичные изменения в экспрессии генов.

Фунгициды изменили одни и те же гены, которые меняются в некоторых заболеваниях мозга

Исследователи определили шесть групп химических веществ, которые изменили экспрессию генов в нейронах мышей, в том числе пестицидов ротенона, пиридабена и фенпироксимата, а также нового класса фунгицидов – стробилуринов.

Стробилурины были введены только на американский рынок в конце 1990-х годов. Химические вещества в этом классе включают пираклостробином, трифлоксистробин, фенамидон и фамоксадон.

«Мы обнаружили, что химические вещества в каждой группе изменили свое выражение в общей форме,» говорит Zylka. «Одна из этих групп химических веществ, изменила уровни многих из тех же генов, которые изменились в мозге людей, страдающих аутизмом или болезнью Альцгеймера.»

Более подробно, исследователи обнаружили, что химические вещества снизили экспрессию генов, которые играют роль в клеточно-мозговой связи и могут мешать работе мозга. Химические вещества также повысили экспрессию генов, связанных с воспалением нервной системы, которая часто наблюдается при аутизме и нейродегенеративных расстройствах.

Кроме того, ученые обнаружили, что каждая группа химических веществ увеличила производство свободных радикалов — незаряженных молекул, которые могут вызвать повреждение клеток — и мешают микротрубочкам в клетках головного мозга.

«Срыв микротрубочек влияет на функцию синапсов в зрелых нейронах и может отрицательно повлиять на движение клеток, как в развитии мозга,» объясняет Zylka. «Мы знаем, что дефицит в миграции нейронов может приводить к неврологическими аномалиями. Мы еще не оценивали будь то эти химические вещества ухудшают развитие мозга в моделях животных или людей»

Результаты «должны служить тревожным звонком»

Согласно Zylkе, традиционно выращивая листовые зеленые овощи — такие, как шпинат, салат и капуста — имеют наибольшую подверженность стробилуринов, хотя он отмечает, что химические вещества все чаще применяются к другим продовольственным культурам, потому что они настолько эффективны в защите от грибов.

Агентство по охране окружающей среды (EPA) утверждает, что немногие человеческие исследования стробилуринов до настоящего времени показали, что химические вещества являются менее токсичными, чем у многих других фунгицидов, хотя они по-прежнему были связаны с кратковременным раздражение глаз, раздражением верхних дыхательных путей, головокружением, слабостью , покраснением кожи и болью в груди.
Тем не менее, Zylka отмечает, что предыдущие исследования на фунгицид трифлоксистробин показали, что химическое вещество тормозит двигательную функцию крыс в течение нескольких дней — симптом, который является общим при болезни Паркинсона и других неврологических заболеваний — в то время, как низкая доза фунгицида пикоксистробина имеет также связь с нарушением двигательной функции у крыс.

Хотя авторы не могут подтвердить то, что стробилурины имеют тот же эффект на клетки мозга человека, как и на мышей, они подчеркивают, что это то, что должно быть открыто в ходе будущих исследований.

«Практически ничего не известно о том, как эти химические вещества влияют на развивающийся или взрослый мозг,» говорит Zylka. «Тем не менее, эти химические вещества используются при повышении уровня на многих продуктах, которые мы едим.»

Комментируя результаты исследования, доктор Дженни Т. Ли, профессор генетики в Медицинской школе Гарварда и Массачусетского общего госпиталя — который не принимал участия в исследовании, — говорит, что результаты должны «служить тревожным сигналом для регулирующих органов и общего медицинского сообщества «, добавив:

«Работа является своевременной и имеет далеко идущие последствия не только для таких заболеваний, как аутизм, болезнь Паркинсона и рак, но и для здоровья будущих поколений. Я подозреваю, что некоторые из этих химических веществ будут иметь влияние на трансгенерационное наследование».

В декабре прошлого года, Medical News Today сообщил об исследовании, в котором предлагаемый пестицид, используемый в США до 1980-х годов — гептахлор эпоксид — может быть связан с болезнью Паркинсона.

Читайте также: