Un pesticida agricolo ampiamente utilizzato potrebbe rappresentare una minaccia per la salute del cervello maggiore di quanto si pensasse in precedenza. I ricercatori dell’UCLA Health riferiscono che l’esposizione a lungo termine al clorpirifos in prossimità dell’abitazione è associata a un aumento di oltre 2,5 volte del rischio di sviluppare il morbo di Parkinson.
Lo studio, pubblicato sulla rivista Molecular Neurodegeneration , ha combinato i dati raccolti da centinaia di persone con esperimenti di laboratorio volti a scoprire esattamente come il pesticida influisce sul cervello. I risultati suggeriscono che il clorpirifos può danneggiare cellule nervose cruciali coinvolte nel movimento e potrebbe svolgere un ruolo diretto nello sviluppo del morbo di Parkinson.
Perché il morbo di Parkinson è importante
Il morbo di Parkinson è una malattia neurologica progressiva che colpisce quasi un milione di americani. La patologia si sviluppa quando le cellule cerebrali specializzate che producono dopamina muoiono gradualmente. La dopamina è un neurotrasmettitore che contribuisce a controllare il movimento, la coordinazione e l’equilibrio.
Con il calo dei livelli di dopamina, possono insorgere sintomi come tremori, rigidità muscolare, rallentamento dei movimenti e difficoltà a mantenere l’equilibrio. Sebbene alcuni fattori genetici possano aumentare il rischio, i ricercatori si sono concentrati sempre più sui fattori ambientali che possono contribuire alla malattia.
I pesticidi sono diventati una delle principali preoccupazioni ambientali. Gli scienziati sospettano da tempo che alcune sostanze chimiche utilizzate in agricoltura possano danneggiare il sistema nervoso, ma identificare i pesticidi specifici e comprendere come questi influenzino il cervello si è rivelato difficile.
Il clorpirifos rimane ampiamente utilizzato
Il clorpirifos è stato utilizzato nelle colture agricole per decenni. Sebbene l’uso di questo pesticida in ambito residenziale sia stato vietato nel 2001 e le applicazioni agricole siano state soggette a restrizioni nel 2021, la sostanza chimica continua a essere utilizzata su diverse colture negli Stati Uniti e rimane comune in molti altri paesi.
Poiché l’esposizione può protrarsi per molti anni, i ricercatori sono interessati a capire se le persone che hanno vissuto vicino a campi trattati possano subire conseguenze a lungo termine sulla salute.
Monitoraggio dell’esposizione e rischio di Parkinson
Per indagare su questa correlazione, i ricercatori hanno analizzato i dati di 829 persone con diagnosi di malattia di Parkinson e di 824 individui senza tale patologia. Tutti i partecipanti erano iscritti allo studio in corso “Parkinson’s Environment and Genes” dell’UCLA.
Il team ha stimato l’esposizione a lungo termine di ciascun partecipante al clorpirifos combinando i registri sull’uso di pesticidi in California con gli indirizzi di residenza e di lavoro. Ciò ha permesso ai ricercatori di determinare chi, con ogni probabilità, aveva subito una maggiore esposizione nel tempo.
I risultati hanno rivelato uno schema sorprendente. Gli individui esposti a lungo termine al clorpirifos in ambito residenziale presentavano un rischio di sviluppare il morbo di Parkinson superiore di oltre 2,5 volte rispetto alle persone non esposte.
Come i pesticidi danneggiano il cervello
Per comprendere meglio le ragioni di questo aumento del rischio, i ricercatori hanno condotto una serie di esperimenti di laboratorio.
Per 11 settimane, dei topi sono stati esposti ad aerosol di clorpirifos mediante metodi di inalazione progettati per simulare il modo in cui le persone entrano tipicamente in contatto con il pesticida nell’ambiente. Gli animali esposti hanno sviluppato problemi di movimento e hanno perso neuroni produttori di dopamina, lo stesso tipo di cellule cerebrali che degenerano nella malattia di Parkinson.
I ricercatori hanno inoltre osservato segni di infiammazione nel cervello e un accumulo anomalo di alfa-sinucleina, una proteina fortemente associata al morbo di Parkinson. Nei pazienti affetti da questa patologia, l’alfa-sinucleina può accumularsi in grumi che interferiscono con la normale funzione cerebrale.
Un malfunzionamento del sistema di pulizia del cervello
Ulteriori esperimenti sui pesci zebra hanno contribuito a svelare il meccanismo biologico alla base del danno.
I ricercatori hanno scoperto che il clorpirifos interferisce con un processo noto come autofagia. Spesso descritta come il sistema interno di pulizia e riciclo della cellula, l’autofagia rimuove le proteine danneggiate e i detriti cellulari prima che possano accumularsi e causare danni.
Quando questo processo di pulizia veniva interrotto, i neuroni diventavano più vulnerabili ai danni. Tuttavia, quando gli scienziati ripristinavano l’autofagia o rimuovevano la proteina sinucleina, le cellule nervose venivano protette dai danni.
Questi risultati suggeriscono che il pesticida potrebbe contribuire al morbo di Parkinson impedendo alle cellule di eliminare le sostanze nocive, consentendo così l’accumulo di proteine tossiche nel tempo.
Cosa succederà dopo?
La scoperta evidenzia l’autofagia come potenziale bersaglio per futuri trattamenti volti a proteggere il cervello dai danni causati dai pesticidi.
I ricercatori osservano che l’uso del clorpirifos è diminuito negli ultimi anni negli Stati Uniti, ma molte persone vi sono state esposte prima dell’introduzione delle restrizioni. Inoltre, pesticidi simili continuano ad essere utilizzati in tutto il mondo.
Studi futuri esploreranno se altri pesticidi di uso comune alterano l’autofagia allo stesso modo e se trattamenti che rafforzano i sistemi naturali di pulizia cellulare potrebbero ridurre il rischio di Parkinson negli individui esposti.
I risultati suggeriscono inoltre che le persone con una nota esposizione pregressa al clorpirifos potrebbero trarre beneficio da un monitoraggio neurologico più attento, soprattutto perché i ricercatori continuano a studiare gli effetti a lungo termine dell’esposizione ai pesticidi sulla salute del cervello.
Prospettiva di un esperto
“Questo studio identifica il clorpirifos come uno specifico fattore di rischio ambientale per il morbo di Parkinson, e non solo i pesticidi in generale”, ha affermato il dottor Jeff Bronstein, professore di neurologia presso l’UCLA Health e autore senior dello studio. “Dimostrando il meccanismo biologico in modelli animali, abbiamo dimostrato che questa associazione è probabilmente causale. La scoperta che la disfunzione dell’autofagia è alla base della neurotossicità ci indica anche potenziali strategie terapeutiche per proteggere le cellule cerebrali vulnerabili.”
Abstract
I pesticidi, nel loro complesso, sono stati associati a un aumento del rischio di malattia di Parkinson (MP), ma non è chiaro quali pesticidi specifici contribuiscano a questa associazione e se si tratti di un rapporto di causalità. Poiché l’esposizione al clorpirifos (CPF) è stata indicata come fattore di rischio per la MP, abbiamo studiato la sua associazione con l’insorgenza della MP e se tale associazione sia biologicamente plausibile, utilizzando studi su esseri umani, roditori e pesci zebra (ZF).
Metodi
L’associazione tra CPF e malattia di Parkinson (PD) è stata valutata utilizzando la coorte UCLA PEG (829 pazienti con PD e 824 soggetti di controllo), il rapporto sull’uso di pesticidi e la geocodifica dei luoghi di residenza e di lavoro per stimare l’esposizione. Per gli studi sui mammiferi, topi maschi di 6 mesi sono stati esposti al CPF per inalazione (in modo coerente con l’esposizione umana) per 11 settimane e sono state eseguite analisi patologiche comportamentali e stereologiche. Sono stati utilizzati topi transgenici di razza ZF per determinare il meccanismo della neurotossicità del CPF.
Risultati
L’esposizione residenziale a lungo termine al CPF è stata associata a un rischio di sviluppare il morbo di Parkinson aumentato di oltre 2,5 volte. I topi esposti al CPF aerosolizzato hanno sviluppato deficit motori, perdita di neuroni dopaminergici, attivazione microgliale e un aumento della sinucleina α patologica (α-syn). Utilizzando la tecnica ZF, abbiamo scoperto che la perdita di neuroni dopaminergici indotta dal CPF era almeno in parte dovuta a disfunzione dell’autofagia e accumulo di sinucleina, poiché la soppressione di LC3 ha riprodotto la perdita di neuroni dopaminergici e il ripristino del flusso autofagico o l’eliminazione della sinucleina hanno ridotto la vulnerabilità neuronale.
Conclusioni
L’esposizione al CPF è associata a un aumento del rischio di sviluppare il morbo di Parkinson e le esposizioni rilevanti nei modelli animali ne confermano la plausibilità biologica. Oltre a stabilire un nuovo fattore di rischio per il morbo di Parkinson, abbiamo identificato nuovi bersagli terapeutici per la modificazione della malattia.
Materials provided by University of California – Los Angeles Health Sciences. Note: Content may be edited for style and length.
- Kazi Md. Mahmudul Hasan, Lisa M. Barnhill, Kimberly C. Paul, Chao Peng, William Zeiger, Beate Ritz, Marisol Arellano, Michael Ajnassian, Shujing Zhang, Aye Theint Theint, Gazmend Elezi, Hilli Weinberger, Julian P. Whitelegge, Qing Bai, Sharon Li, Edward A. Burton, Jeff M. Bronstein. The pesticide chlorpyrifos increases the risk of Parkinson’s disease. Molecular Neurodegeneration, 2025; 21 (1) DOI: 10.1186/s13024-025-00915-z
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