Zanieczyszczenie środowiska zewnętrznego jest w dzisiejszych czasach problemem globalnym. Uwagę naukowców przykuwa mikro- i nanoplastik. Jest on obecny w wielu produktach codziennego użytku, a wciąż nie wiadomo, w jaki dokładnie sposób wpływa na zdrowie człowieka. Jednym z najpowszechniej występujących w nim szkodliwych związków jest bisfenol A (BPA). Znajduje się także w wielu tworzywach sztucznych, metalowych puszkach, opakowaniach poliwęglanowych i żywicach epoksydowych. Pod wpływem wysokiej temperatury, a także kwasowego lub zasadowego środowiska uwalnia się, zanieczyszczając żywność i środowisko. Może przechodzić przez barierę krew-mózg i przez łożysko. Należy do czynników ryzyka zaburzeń neurologicznych, w tym upośledzenia funkcji poznawczych i choroby Alzheimera.

Naukowcy z Chulalongkorn University, Tohoku University i The George Washington University przeprowadzili badanie mające na celu określenie skutków ekspozycji na BPA w okresie prenatalnym. Skupili się na różnicach w profilu ekspresji genów, które prowadzi do rozwoju zaburzenia ze spektrum autyzmu (zespołu Aspergera, ASD) u płodów płci żeńskiej i męskiej. Wyniki poprzednich eksperymentów przeprowadzonych przez ten sam zespół udowodniły już, że geny te są odpowiedzialne za zmniejszenie liczby neuronów w hipokampie, głównym regionie odpowiedzialnym za pamięć i zdolność do uczenia się. Bardziej narażone na ten efekt jest potomstwo płci męskiej. W tym badaniu naukowcy skupili się na zidentyfikowaniu różnic między zmianami zachodzącymi w zestawie cząsteczek RNA (transkryptomie) u płodu płci żeńskiej i męskiej.

Badanie przeprowadzono z udziałem ciężarnych samic szczurów. Podczas całego okresu ciąży część z nich otrzymywała dawkę BPA ustaloną na podstawie ich aktualnej wagi, natomiast pozostałe otrzymywały nośnik kontrolny, niezawierający BPA. Od części noworodków z obu grup pobrano tkankę mózgową i wyizolowano z niej RNA. Za pomocą reakcji łańcuchowej polimerazy z odwrotną transkrypcją (RT-PCR, ang. reverse-transcription polymerase chain reaction) badano profil ekspresji genów odpowiedzialnych za apoptozę komórek nerwowych hipokampa, neurytogenezę i jakość funkcji poznawczych. Efektywność procesów odczytywania i przetwarzania informacji zawartej w tych genach wpływa na ryzyko pojawienia się ASD u płodu. Wyizolowano także tkanki hipokampu w celu przeprowadzenia testu żywotności komórek i testu tworzenia neurytów. Aby określić poziom zdolności poznawczych u pozostałych szczurów z obu grup badawczych, przeprowadzono eksperymenty behawioralne, które polegały na kontakcie z obiektami o różnych kolorach i kształtach oraz na odkrywaniu nieznanej części labiryntu.

Wyniki analizy RT-PCR potwierdziły, że ekspozycja matki na BPA podczas ciąży zmienia ekspresję genów związanych z rozwojem zaburzeń ze spektrum autyzmu w sposób zależny od płci. Stwierdzono, że na skutek działania BPA rośnie ekspresja Mief2 i Eif3h. Pierwszy z nich odpowiada za utratę neuronów hipokampa i spadek zdolności poznawczych, natomiast drugi za zmniejszenie zdolności uczenia się i zapamiętywania. Zmiany te były bardziej wyraźne u potomstwa płci męskiej. Na podstawie wyników testu żywotności komórek stwierdzono, że wysokie stężenie BPA zwiększa śmiertelność neuronów hipokampa u samców, jednak jego wpływ na płeć żeńską jest niewielki. Test tworzenia neurytów wykazał, że ekspresja genu Cux1 – kodującego białko, które odpowiada za różnicowanie neuronów i wzrost dendrytów – jest znacznie obniżona tylko u żeńskiej części potomstwa, którego matka była poddana działaniu BPA.

“Zrozumienie wpływu bisfenolu w kontekście rozwoju zespołu Aspergera może doprowadzić do zmian w polityce stosowania tej substancji, a nawet do opracowania metod leczenia ASD w przyszłości” – podsumował dr Sarachana, jeden z autorów badania.

Są to pierwsze wyniki badań, które jednoznacznie wykazały, że zaburzenie ekspresji genów odpowiedzialnych za pojawienie się zaburzeń ze spektrum autyzmu u płodu jest zależne od płci. BPA negatywnie wpływa na transkryptom mózgu i funkcje neurologiczne u potomstwa zarówno płci męskiej, jak i żeńskiej. Jednak za upośledzenie tych funkcji odpowiadają odmienne mechanizmy molekularne, których dokładne określenie wymaga dalszych badań. Szkodliwe działanie BPA na ludzkie komórki nerwowe nie podlega jednak wątpliwości i zostało już potwierdzone w 2019 r. na podstawie wyników badań nad neuronami pochodzącymi z embrionalnych komórek macierzystych. Lepsze zrozumienie wpływu bisfenolu na rozwój mózgu jest konieczne w celu zwiększenia świadomości na temat bezpieczeństwa stosowania BPA i innych substancji zaburzających rozwój płodu.

Bibliografia:
Thongkorn, S. et al. Sex differences in the effects of prenatal bisphenol A exposure on autism-related genes and their relationships with the hippocampus functions. Sci Rep 2021.

Dodaj komentarz