L'esposizione a determinate sostanze chimiche durante la gravidanza interrompe lo sviluppo del cervello

Ogni anno, solo negli Stati Uniti, migliaia di nuovi composti chimici sono prodotti. Si uniscono già alle decine di migliaia commercialmente accessibile.

Queste sostanze sono utilizzate nella composizione di un'ampia gamma di prodotti, inclusi, a titolo esemplificativo, derivati ​​plastici, che ora sono noti per entrare negli organismi viventi attraverso diverse vie: l'acqua che assorbono le luci, cibi che mangiano o anche l'aria che respirano.

È vero che nella vita di tutti i giorni i livelli di esposizione alle singole sostanze chimiche sono spesso inferiori ai valori limite di legge, determinati sperimentalmente. Ma il problema è che queste esposizioni individuali non sempre riflettono i rischi che questi prodotti rappresentano per la salute umana.

Infatti, le sostanze chimiche che, prese separatamente, hanno solo un effetto limitato possono avere effetti molto più deleteri. quando presente in miscele complesse.

questo “effetto cocktail” è stato nuovamente evidenziato da uno studio pubblicato quest'anno sulla rivista Science.

Combinando i dati degli studi epidemiologici con gli esperimenti effettuati su modelli animali cellulari e acquatici, un gruppo di ricerca internazionale, di cui facciamo parte, ha dimostrato che l'interruzione ormonale indotta dall'esposizione a una miscela di otto sostanze chimiche nella ha un impatto sullo sviluppo del cervello e sull'acquisizione del linguaggio nei bambini. Torna su questi risultati e sulle prospettive che si aprono.

Una coorte per studiare l'impatto delle sostanze chimiche sui bambini non ancora nati

A differenza della maggior parte degli studi precedenti, che si erano concentrati sugli effetti dei singoli composti, il lavoro a cui abbiamo partecipato mirava ad analizzare le conseguenze dell'esposizione a una miscela di composti chimici con proprietà di interferente endocrino, i livelli effettivi di esposizione.

Per la cronaca, gli interferenti endocrini sono sostanze in grado di interferire con il funzionamento degli ormoni (messaggeri chimici), e questo, a concentrazioni estremamente basse. Le conseguenze di queste interazioni sono potenzialmente molto deleterie, perché gli ormoni sono coinvolti in un gran numero di processi fondamentali: proliferazione e migrazione cellulare durante lo sviluppo fetale, metabolismo, riproduzione, stress, alimentazione, sonno, ecc.

I nostri risultati sono stati ottenuti utilizzando i dati dello studio di coorte SELMA, condotto presso l'Università di Karlstad, in Svezia. Questo studio segue circa 2 coppie madre-bambino dall'inizio della gravidanza, fino al parto e fino al raggiungimento dell'età scolare del bambino.

L'obiettivo generale di SELMA è studiare l'impatto dell'esposizione a sostanze chimiche sospettate o comprovate per alterare il sistema endocrino all'inizio della gravidanza sulla salute e sullo sviluppo del bambino più avanti nella vita. Ricordiamo che lo studio SELMA ha già permesso di stabilire un legame tra l'esposizione a diverse sostanze chimiche e il sviluppo sessuale del bambino, problemi respiratori, sviluppo cognitivo e crescita durante l'infanzia.

L'originalità dell'approccio, che ha dato vita ad una pubblicazione sulla rivista scientifica Science, è quella di aver integrato non solo dati epidemiologici come quello dello studio SELMA, ma anche dati di tossicologia sperimentale e infine proporre un nuovo approccio per la valutazione del rischio associato con esposizione a miscele. Per fare ciò, questo lavoro è stato svolto in tre fasi.

Identificazione della miscela chimica

In primo luogo, la sovrarappresentazione di una miscela di otto sostanze chimiche nel sangue e nelle urine di donne in gravidanza nella coorte SELMA era correlata al ritardo del linguaggio nei bambini di 30 mesi di età (meno di cinquanta parole pronunciate). Molti dei costituenti di questa miscela erano noti per avere effetti di disturbo endocrino.

Questo è stato, ad esempio, il caso di Bisfenolo A (un composto usato per produrre plastica e alcune resine epossidiche) o alcuni composti chimici perfluorurato (utilizzato in un gran numero di prodotti di consumo e industriali, dai cosmetici alle schiume antincendio agli indumenti impermeabili). Altri composti in questa miscela, come alcuni ftalati (ftalato di dietil, ftalato di dibutile e ftalato di benzile e butil), erano stati associato a ritardo linguistico nei bambini a 30 mesi da ricerche precedenti.

Questi effetti erano stati precedentemente identificati attraverso una ricerca di associazione condotta su ciascun prodotto individualmente. Questa volta, l'obiettivo era determinare i loro effetti come una miscela. Una volta individuata la miscela, è stata quindi ricreata dai chimici per studiarla più nel dettaglio.

Studio sperimentale

Dopo questa prima fase di identificazione, gli scienziati hanno quindi condotto esperimenti per studiare la modalità di azione della miscela di sostanze chimiche. Per questo, hanno utilizzato vari modelli sperimentali, al fine di identificare i bersagli molecolari attraverso i quali questa miscela potrebbe agire nell'organismo.

L'obiettivo era valutare la sua capacità di interrompere la regolazione mediata dagli ormoni, ma anche geni coinvolti nello sviluppo del cervello o associati a deterioramento cognitivo e intellettuale a livelli di esposizione rilevanti per l'uomo.

Questo passaggio è stato effettuato in particolare sugli organoidi del cervello umano (colture di cellule capaci di organizzarsi per riprodurre determinate funzioni dei tessuti dell'organo che rappresentano. Sono in una sorta di "mini-organi", ndr). Grazie a questi strumenti è stato possibile riprodurre gli aspetti principali dello sviluppo del nostro cervello. I ricercatori sono stati così in grado, per la prima volta, di studiare direttamente gli effetti molecolari di questa miscela di sostanze chimiche sul tessuto cerebrale fetale umano.

La modellazione al computer ha anche permesso di analizzare gli effetti della miscela su reti di geni coinvolti nella differenziazione dei neuroni e regolati da numerosi ormoni, in particolare ormoni tiroide. In questo stesso studio, in un anfibio e in un pesce zebra potrebbero essere dimostrati aspetti del disturbo della tiroide e del comportamento del nuoto.

I dati ottenuti su tutti questi modelli sperimentali sono stati quindi analizzati al fine di identificare le vie ormonali maggiormente disturbate. I risultati hanno rivelato una conservazione delle proprietà dirompenti della miscela chimica nei vertebrati.

Risultati preoccupanti

In terzo luogo, i risultati di questi studi sperimentali sono stati utilizzati per sviluppare nuovi strumenti per valutare i rischi associati all'esposizione a miscele di sostanze chimiche.

Tutto questo lavoro ha permesso di dimostrare che a concentrazioni realistiche, la miscela di prodotti studiata interrompe le reti regolatorie sotto l'influenza ormonale negli organoidi del cervello umano come nei modelli animali. Senopo parte et danio rerio.

Analizzando i dati epidemiologici, siamo stati in grado di dimostrare che fino al 54% dei bambini aveva avuto esposizioni prenatali al di sopra dei livelli considerati preoccupanti nel nostro studio (che sono stati determinati sperimentalmente).

I bambini nel decile superiore di esposizione avevano un rischio 3,3 volte maggiore di ritardo linguistico rispetto a quelli nel decile inferiore (il ritardo linguistico è stato scelto come endpoint perché è un marker di disabilità intellettiva precoce).

Una delle principali vie ormonali interessate è quella di ormoni tiroidei. Sachant que des niveaux optimaux d'hormones thyroïdiennes maternelles sont nécessaires en début de grossesse pour la croissance et le développement du cerveau, il n'est pas surprenant qu'il y ait une association entre l'exposition prénatale à ces produits et un retard de linguaggio.

Questi risultati dimostrano che è imperativo cambiare l'approccio per tenere conto delle miscele di sostanze chimiche durante la loro valutazione. L'utilizzo di nuovi strumenti di analisi del rischio legato all'esposizione a miscele (piuttosto che a singoli composti) avrebbe potuto impedire al 54% dei bambini di essere esposto in utero a livelli giudicati retrospettivamente, alla luce dei risultati di questo preoccupante studio.

Adeguare la legislazione per valutare meglio i rischi

Questo lavoro dimostra che il rischio identificato da questa ricerca può essere rilevato solo considerando i prodotti non uno per uno, ma come un "cocktail", poiché gli effetti delle sostanze chimiche in miscele complesse possono differire dalle loro proprietà individuali.

Questo è un punto importante perché, attualmente, la valutazione del rischio riguarda esclusivamente gli effetti delle singole sostanze chimiche.

Inoltre, gli effetti biologici degli interferenti endocrini possono manifestarsi a dosi ben al di sotto dei valori limite fissati dai test tossicologici convenzionali. Tuttavia, la legislazione attuale non tiene sufficientemente conto della natura di "perturbazioni endocrine" di alcune sostanze. A titolo illustrativo, è solo dal 2018 che i testi consentono l'identificazione degli interferenti endocrini. E ancora, solo il sono interessati i biocidi fitosanitari.

I ricercatori hanno cercato di chiarire le modalità di azione degli interferenti endocrini e di misurarne gli effetti sulla salute (umana e animale) per oltre 30 anni. Il nostro lavoro dimostra che la combinazione di dati epidemiologici e risultati sperimentali è un modo promettente per migliorare la nostra comprensione di questi inquinanti molto specifici. Resterà quindi ad adeguare la normativa di conseguenza.

Jean-Baptiste Fini, Professore del MNHN, Museo Nazionale di Storia Naturale (MNHN) et Barbara Demenix, Professore di Fisiologia, Endocrinologia, Museo Nazionale di Storia Naturale (MNHN)

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto licenza Creative Commons. Leggi ilarticolo originale.