Nanoplastikpartikel fördern die Parkinson-Krankheit in verschiedenen Labormodellen
DURHAM, N.C. – Nanokunststoffe interagieren mit einem bestimmten Protein, das natürlicherweise im Gehirn vorkommt, und verursachen Veränderungen, die mit der Parkinson-Krankheit und einigen Arten von Demenz in Verbindung gebracht werden.
In einer von Duke geleiteten Studie, die am 17. November in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht wurde, berichten die Forscher/innen, dass die Ergebnisse die Grundlage für ein neues Forschungsgebiet bilden, das durch den rechtzeitigen Einfluss von Umweltfaktoren auf die menschliche Biologie vorangetrieben wird.
„Die Parkinson-Krankheit wird als die am schnellsten wachsende neurologische Erkrankung der Welt bezeichnet“, sagt Andrew West, Ph.D., professor in the Department of Pharmacology and Cancer Biology at Duke University School of Medicine, der die Untersuchung leitete. „Zahlreiche Daten deuten darauf hin, dass Umweltfaktoren eine wichtige Rolle bei der Parkinson-Krankheit spielen könnten, aber diese Faktoren sind größtenteils noch nicht identifiziert worden.
Unsachgemäß entsorgte Kunststoffe zerfallen nachweislich in sehr kleine Teile und reichern sich im Wasser und in Lebensmitteln an; in einer kürzlich durchgeführten Studie wurden sie im Blut der meisten Erwachsenen gefunden.
„Unsere Studie deutet darauf hin, dass das Auftauchen von Mikro- und Nanokunststoffen in der Umwelt eine neue toxische Herausforderung in Bezug auf das Risiko und den Verlauf der Parkinson-Krankheit darstellen könnte“, so West. „Dies ist besonders besorgniserregend, wenn man bedenkt, dass die Konzentrationen dieser Schadstoffe in unserem Wasser und unseren Lebensmitteln voraussichtlich zunehmen werden.“
West und seine Kollegen von der Nicholas School of the Environment and the Department of Chemistry at Trinity College of Arts and Sciences fanden heraus, dass Nanopartikel aus dem Kunststoff Polystyrol, die typischerweise in Einwegartikeln wie Trinkbechern und Besteck enthalten sind, die Anhäufung des Proteins Alpha-Synuclein begünstigen. West sagte, die überraschendsten Ergebnisse der Studie seien die engen Bindungen, die zwischen dem Kunststoff und dem Protein in dem Bereich des Neurons entstehen, in dem sich diese Anhäufungen ansammeln, dem Lysosom.
Die Forscher sagten, dass die Kunststoff-Protein-Ansammlungen in drei verschiedenen Modellen der Studie auftraten – im Reagenzglas, in kultivierten Neuronen und in Mausmodellen der Parkinsonschen Krankheit. West sagte, dass sich die Frage stellt, wie solche Wechselwirkungen beim Menschen zustande kommen und ob die Art des Plastiks eine Rolle spielen könnte.
„Während Mikroplastik- und Nanoplastikverunreinigungen auf ihre möglichen Auswirkungen auf Krebs- und Autoimmunkrankheiten hin untersucht werden, legen die auffälligen Wechselwirkungen, die wir in unseren Modellen beobachten konnten, den Schluss nahe, dass es notwendig ist, die zunehmende Verunreinigung durch Nanoplastik auf das Risiko und den Verlauf von Parkinson und Demenz zu untersuchen“, so West.
„Die Technologie zur Überwachung von Nanokunststoffen befindet sich noch im Anfangsstadium und ist noch nicht bereit, alle Fragen zu beantworten, die wir haben“, sagte er. „Aber hoffentlich werden die Anstrengungen in diesem Bereich schnell zunehmen, wenn wir sehen, was diese Partikel in unseren Modellen bewirken können. Wenn wir wissen, worauf wir achten müssen, können wir die notwendigen Maßnahmen ergreifen, um uns zu schützen, ohne die Vorteile zu gefährden, die wir jeden Tag aus Kunststoffen ziehen.“
Die Studie wurde zum Teil von der Michael J. Fox Foundation for Parkinson’s Research und der Aligning Science Across Parkinson’s Initiative (ASAP-020527) finanziert.
Zu den Autoren der Studie gehören neben West auch Zhiyong Liu, Arpine Sokratian, Addison M. Duda, Enquan Xu, Christina Stanhope, Amber Fu, Samuel Strader, Huizhong Li, Yuan Yuan, Benjamin G. Bobay, Joana Sipe, Ketty Bai, Iben Lundgaard, Na Liu, Belinda Hernandez, Catherine Bowes Rickman und Sara E. Miller.