Воздействие химических смесей во время беременности изменяет развитие мозга
Соединив исследования человеческой популяции с экспериментами на клеточных и животных моделях, ученые представили доказательства того, что сложные смеси химических веществ, разрушающих эндокринную систему, влияют на развитие мозга и овладение языком у детей.
Используя свой новый подход, ученые показали, что до 54% беременных женщин подвергались воздействию экспериментально определенных уровней опасности. Хотя в настоящее время при оценке риска химические вещества рассматриваются по одному, эти результаты показывают необходимость учета смесей при будущих подходах к оценке риска.
Хотя уровни воздействия отдельных химических веществ часто ниже существующих предельных значений, воздействие тех же химических веществ в составе сложных смесей все же может повлиять на здоровье человека. Тем не менее, все существующие оценки риска и, соответственно, установленные предельные значения основаны на исследовании химических веществ по одному.
Таким образом, возникла острая необходимость проверить, возможна ли альтернативная стратегия, при которой фактические смеси, измеренные в реальных условиях воздействия, могут быть протестированы как таковые в эпидемиологических и экспериментальных условиях. Проект EDC-MixRisk, финансируемый ЕС, был направлен на решение этой неудовлетворенной потребности.
"Уникальность этого комплексного проекта заключается в том, что мы связали данные о населении с экспериментальными исследованиями, а затем использовали эту информацию для разработки новых методов оценки риска химических смесей", - говорит Карл-Густаф Борнехаг, профессор Карлштадского университета, руководитель проекта SELMA и ответственный за эпидемиологическую часть EDC-MixRisk.
Исследование проводилось в три этапа:
- В шведской когорте беременных женщин SELMA была выявлена смесь химических веществ в крови и моче беременных женщин (подробнее см. врезку), связанная с задержкой языкового развития у детей в 30 месяцев. Эта критическая смесь включала ряд фталатов, бисфенол А и перфторированные химикаты.
- Экспериментальные исследования выявили молекулярные мишени, через которые значимые для человека уровни этой смеси нарушают регуляцию эндокринных цепей и генов, вовлеченных в аутизм и умственную отсталость.
- Результаты экспериментальных исследований были использованы для разработки новых принципов оценки риска этой смеси.
"Поразительно, что результаты, полученные в экспериментальных системах, хорошо отражают то, что мы обнаружили в эпидемиологической части, и что эффекты могут быть продемонстрированы при нормальных уровнях воздействия для человека", - сказал Йоэль Рюэгг, профессор экологической токсикологии в Упсальском университете и заместитель координатора EDC-MixRisk.
"Органоиды человеческого мозга (передовые культуры in vitro, воспроизводящие основные аспекты развития человеческого мозга) впервые предоставили возможность напрямую исследовать молекулярное воздействие этой смеси на ткани человеческого мозга на стадиях, соответствующих тем, которые измеряются во время беременности". Наряду с другими экспериментальными системами и вычислительными методами мы обнаружили, что смесь нарушает регуляцию генов, связанных с аутизмом (одной из отличительных черт которого является нарушение речи), препятствует дифференциации нейронов и изменяет функцию гормонов щитовидной железы в нервной ткани", - сказал Джузеппе Теста, главный исследователь EDC-MixRisk, ответственный за экспериментальное моделирование человека.
"Одним из ключевых гормональных путей, на которые воздействуют, является гормон щитовидной железы. Оптимальный уровень материнского тиреоидного гормона необходим на ранних сроках беременности для роста и развития мозга, поэтому неудивительно, что существует ассоциация с задержкой развития речи в зависимости от пренатального воздействия", - говорит Барбара Деменикс, профессор физиологии и эндокринологии Музея естественной истории в Париже.
Соединив таким образом различные научные методы, исследователи смогли показать, что 54% детей, включенных в исследование SELMA, подвергались риску задержки языкового развития (в возрасте 30 месяцев), поскольку они подвергались пренатальному воздействию смеси химических веществ на уровне, превышающем прогнозируемый уровень воздействия на нейроразвитие. Этот риск не стал очевидным при использовании текущих предельных значений для отдельных химических веществ.
