Три тижні впливу пестициду призвели до того, що лабораторні миші почали рухатися повільно і мали проблеми з балансом.

Вчені використовували цю хімію для вивчення деяких проблем з рухом, які спостерігаються при хворобі Паркінсона. Але після закінчення впливу, ці проблеми почали зникати.

Без отримання лікування для відновлення симптомів, миші поступово покращилися. Наприкінці року вони виконували рухові тести так само, як і контрольні миші того ж віку.

Нейробіолог Сюелін Лоу з Медичного коледжу Вісконсину зазначив, що відновлення цих симптомів, схожих на хворобу Паркінсона, було "повністю несподіваним".

У дослідженні, опублікованому в iScience, Лоу та його колеги, клітинний біолог Принс Джоші та фізіолог Фан Фан, досліджували, що сталося через деякий час після закінчення впливу пестициду ротенону.

Хвороба Паркінсона пошкоджує клітини, які виробляють дофамін, хімічну речовину, що допомагає контролювати рух. Ротенон відтворює деякі ознаки хвороби у тварин, порушуючи роботу маленьких енергетичних структур у клітинах, званих мітохондріями.

Вплив ротенону та деяких інших пестицидів також асоціюється з підвищеним ризиком розвитку хвороби Паркінсона у людей. Однак ці асоціації не встановлюють причинно-наслідковий зв'язок.

Більшість експериментів з використанням моделей ротенону зосереджені на ранніх ефектах.

Дослідники щодня вводили молодим самцям мишей ротенон протягом 21 дня. Контрольні миші отримували таку ж ін'єкцію без токсину.

Протягом чотирьох тижнів після початку експерименту, миші, які зазнали впливу, проходили коротші відстані, рухалися повільніше і мали проблеми з балансом. Вони також проводили менше часу, досліджуючи відкриті, незахищені частини піднятого лабіринту, що є показником тривожної поведінки.

Дослідження показало, що через деякий час ситуація почала змінюватися.

У тесті на рухливість у відкритому полі, миші, які зазнали впливу, досягли рівня контрольних груп приблизно через чотири місяці. Через сім місяців їхні результати в тесті на баланс більше не відрізнялися від контрольних. Через 12 місяців групи також показали подібні результати в тестах на тривожність.

Тканина мозку дала можливу підказку. Дослідники вивчили рухову область середнього мозку, звану субстанція нігра парс компактна.

Вони виявили клітини, що виробляють дофамін, використовуючи фермент, необхідний для його виробництва, званий тирозин-гідроксилазою (TH). На початку після впливу кількість і щільність клітин, які можна було виявити за цим маркером, були приблизно на 40 відсотків нижчими у мишей, які зазнали впливу.

Однак другий маркер, який позначає нейрони більш широко, показав, що загальна щільність нейронів зберігалася.

"Наші результати свідчать про те, що вони просто втрачають свою ідентичність", - сказав Лоу.

Деякі виживші клітини могли виробляти занадто мало TH, щоб їх можна було ідентифікувати як дофамінергічні нейрони. Їхня відсутність у підрахунку TH-позитивних клітин не свідчила про те, що вони загинули.

Через 12 місяців підрахунки та щільність TH-позитивних клітин були порівнянні між групами, хоча сигнал ферменту залишався слабшим у мишей, які зазнали впливу.

Старіння ускладнювало це порівняння. Контрольні миші, які були досліджені через 12 місяців, мали приблизно на 45 відсотків нижчу щільність TH-позитивних клітин, ніж контрольні, які були досліджені раніше. У мишей, які зазнали впливу, ця щільність змінилася незначно між двома вимірюваннями. Лоу зазначив, що причина цієї різниці невідома.

Ці вимірювання тканини були отримані від різних тварин у кожний момент часу. Обидві групи також знижували свої результати в тестах на баланс з віком, тому відповідність старших контрольних груп не означала повернення до їх молодшого стану.

Лоу пояснив, що відновлення, ймовірно, відображає як кращу функцію у залишкових дофамінергічних нейронах, так і їхню стійкість до вікових втрат. Відокремити ці внески важко, оскільки методи не могли відстежувати окремі нейрони з часом.

Механізм відновлення неясний. Лоу зазначив, що варто дослідити можливості, такі як зростання нових гілок у виживших нейронах, корекції в їхніх з'єднаннях і зміни, що пов'язують клітинний метаболізм з активністю генів. Команда зараз вивчає, що сприяє цій стійкості.

Інші вчені тестували експериментальну комбінацію ліків для симптомів, схожих на хворобу Паркінсона у мишей. Тут поведінкові відмінності вирішилися без такого втручання.

Вивчалися лише самці мишей, з трьома до восьми тваринами в групах у 12-місячних аналізах, залежно від вимірювання.

Моделі мишей не мали кількох ознак людської хвороби Паркінсона, включаючи значне накопичення аномально модифікованої форми білка альфа-синуклеїну. Ротенон також може викликати м'язову слабкість і загальну хворобу, які впливають на тести руху.

Лоу застеріг, що "знайдені результати не означають, що вплив пестицидів безпечний або спростовують асоціацію між впливом пестицидів і ризиком розвитку хвороби Паркінсона".

"Висновок з цієї роботи не слід безпосередньо екстраполювати на пацієнтів або працівників, які піддаються ризику", - сказав Лоу.

Встановлення значущості цих результатів для людей вимагатиме доказів від людей або досліджень людських дофамінергічних клітин і тканин.