Nowatorskie testy chemiczne pomogą chronić zdrowie płodu
Substancje zaburzające funkcjonowanie układu hormonalnego, w skrócie zwane zaburzaczami hormonalnymi (ang. endocrine disruptors, EDC), to substancje chemiczne, które mogą niekorzystnie wpływać na układ hormonalny poprzez naśladowanie hormonów lub blokowanie ich prawidłowego działania. Zwykle możemy je znaleźć w tworzywach sztucznych, pestycydach i środkach zmniejszających palność, skąd przedostają się do środowiska i łańcucha pokarmowego, a co za tym idzie do organizmu człowieka, gdzie ulegają akumulacji. Jednym z głównych obszarów badań jest to, w jaki sposób zaburzacze hormonalne mogą upośledzać zależny od hormonów rozwój płodu jeszcze w macicy, a także w okresach wrażliwych, do jakich należy rozwój noworodka.
Substancje chemiczne o cechach EDC
Badania prowadzone w ramach finansowanego ze środków UE projektu ATHENA(odnośnik otworzy się w nowym oknie) koncentrowały się właśnie na tej dziedzinie, a zwłaszcza na produkcji i miejscowym dostarczaniu hormonów tarczycy. Odgrywają one istotną rolę między innymi w regulacji metabolizmu i wzrostu organizmu. W ciągu pierwszych kilku tygodni ciąży płód nie wytwarza hormonów tarczycy, w związku z czym jest uzależniony od hormonów matki. Wiadomo, że zaburzacze hormonalne obecne w organizmie matki mogą obniżać poziom hormonów tarczycy we krwi, jednocześnie zmieniając ilość, jaka dociera do płodu. „Ogromne znaczenie, szczególnie w pierwszym trymestrze ciąży, ma dostarczanie matczynych hormonów tarczycy do mózgu płodu przez barierę krew-łożysko”, mówi Martin Scholze z brytyjskiej uczelni Brunel University(odnośnik otworzy się w nowym oknie), uczestnik projektu ATHENA . „Zakłócenie tego procesu przez zaburzacze hormonalne może skutkować nieodwracalnymi zmianami, które będą się utrzymywać przez całe dorosłe życie”. Nadal brakuje szczegółowej wiedzy na temat mechanizmów molekularnych i elementów funkcjonalnych białek zaangażowanych w ten proces. To właśnie te braki w wiedzy starali się uzupełnić uczestnicy projektu ATHENA poprzez opracowanie nowych modeli eksperymentalnych i metod testowania. „Opracowano podejście łączące metody in silico, in vitro, doświadczenia na zwierzętach ex vivo oraz badania epidemiologiczne dotyczące ludzi”, wyjaśnia członek projektu ATHENA Josef Köhrle z niemieckiego szpitala klinicznego Charité – Universitätsmedizin(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Berlinie. „Podejścia te zostały poddane walidacji i zastosowane z myślą o opracowaniu odpowiednich scenariuszy dotyczących narażenia na EDC”. Prace te pozwoliły zespołowi projektu na ustalenie potencjalnych nowych metod identyfikacji substancji chemicznych o właściwościach zaburzających funkcjonowanie układu endokrynnego, które mogą niekorzystnie wpływać na rozwój układu hormonalnego tarczycy.
Wieloetapowa strategia identyfikacji EDC
W ramach projektu poczyniono znaczne postępy w identyfikacji zaburzaczy hormonalnych, na które narażony może być człowiek, ze szczególnym uwzględnieniem zdrowia matki i płodu związanego z hormonami tarczycy podczas ciąży. Uczeni opracowali i zaproponowali do stosowania wieloetapową strategię testową do identyfikacji EDC wywierających wpływ na układ hormonów tarczycy matki i płodu podczas rozwoju. Ponadto na potrzeby badań przesiewowych dużych bibliotek związków zespół projektu opracował modele ilościowe zależności struktura-aktywność (QSAR) – modele matematyczne wykorzystywane do przewidywania właściwości biologicznych związków na podstawie znajomości ich struktury chemicznej. „Udało nam się również wykazać, że amitrol – pestycyd nadal obecny w naszym środowisku – jest zaburzaczem hormonalnym, który może potencjalnie powodować nieprawidłowy rozwój struktury mózgu i zaburzenia zachowania u potomstwa szczurów po kontakcie matki z tą substancją w czasie ciąży i laktacji”, dodaje Köhrle.
Przewidywanie i rozpoznawanie potencjalnych EDC
Pionierskie metody i techniki zastosowane w projekcie ATHENA, jak również zdobyta w toku badań wiedza, pomogą w ustanowieniu standardowych testów umożliwiających przewidywanie i rozpoznawanie potencjalnych zaburzaczy hormonalnych, które mogą mieć wpływ na funkcjonowanie układu hormonalnego tarczycy podczas ciąży. „Prace nad tymi metodami będą kontynuowane z myślą o uzyskaniu akceptacji regulacyjnej”, mówi Scholze. Zebrane dane rzuciły również nowe światło na uzależniony od hormonów tarczycy rozwój mózgu w okresie płodowym u wielu gatunków kręgowców, z których wszystkie zasadniczo zależą od miejscowego dostarczania odpowiedniej ilości hormonów tarczycy. Odkrycia te pomogły zwrócić baczniejszą uwagę na skutki niedoboru matczynych hormonów tarczycy dla rozwijającego się mózgu dziecka, jakie niesie ze sobą kontakt z zaburzaczami hormonalnymi.
Słowa kluczowe
ATHENA, substancja chemiczna, EDC, zaburzacze hormonalne, płód, ciąża, zdrowie