Дослідники досліджують, як наночастинки з різних продуктів і джерел навколишнього середовища впливають на розвиток ембріона, порушуючи функцію плаценти та опосередковано завдаючи шкоди тканинам плода, незважаючи на захисний плацентарний бар’єр.
Людське життя починається з однієї яйцеклітини, яка виростає в людину з трильйонами клітин. Щоб гарантувати, що дуже складний розвиток тканин і органів максимально захищений, плацентарний бар’єр запобігає проникненню патогенів і сторонніх речовин. Тіна Буркі та її команда з лабораторії взаємодії частинок і біології Empa в Санкт-Галлені досліджують, як цей захисний механізм справляється з наночастинками.
Наночастинки містяться у великій кількості продуктів, але вони також утворюються під час зношування, а також у процесі горіння. «Ми поглинаємо ці речовини з навколишнього середовища через їжу, косметику або повітря, яким дихаємо», — пояснює Бюркі. Імовірно, деякі з цих наночастинок завдають шкоди немовлятам в утробі матері. Серед можливих наслідків для дитини – низька вага при народженні, аутизм, респіраторні захворювання.
Таємничий віддалений ефект
Досі неясно, як наночастинки впливають на майбутню дитину. «Ми вже знаємо, що плацентарний бар’єр утримує багато наночастинок або принаймні затримує їхнє транспортування до ембріона», — каже Бюркі. Однак відбувається пошкодження тканини плода, навіть якщо в плоді не виявлено частинок. Зараз команда Empa добирається до суті цього далекого ефекту наночастинок. Разом із клінічними партнерами з кантональної лікарні Санкт-Галлена та дослідницькими партнерами з Університету Женеви, Медичного центру Амстердамського університету та Інституту медичних досліджень навколишнього середовища Лейбніца в Дюссельдорфі команда досліджує наслідки звичайних наночастинок, таких як титан. діоксиду або дизельної сажі на функцію плаценти та їх опосередковану шкоду ембріональному розвитку.
Для цього команда використовувала повністю функціональні плаценти людини, які були доступні після планового кесаревого розтину. «Людська плацентарна тканина — єдиний спосіб отримати значущі результати щодо транспортування та впливу наночастинок», — каже дослідник Empa. «Структура, метаболізм і взаємодія материнської та фетальної тканин є унікальними та видоспецифічними».
Експерименти показали, що наночастинки в плацентарній тканині порушують вироблення великої кількості речовин-месенджерів. І саме ці месенджери можуть викликати серйозні зміни в ембріональному розвитку, наприклад, порушення формування кровоносних судин.
Ці ефекти можна візуалізувати на лабораторних моделях з використанням курячих яєць. Кровоносні судини в яйці насправді ростуть з величезною швидкістю та щільністю, щоб забезпечити ембріональний розвиток. Зсередини яєчна шкаралупа вкрита густою мережею дрібних кровоносних судин. Ситуація разюче відрізняється в яйцях, оброблених зміненими речовинами-повідомниками з плаценти, обробленої наночастинками: в експериментах система кровоносних судин була не такою щільною, а досить грубою. «Наночастинки, мабуть, непрямо впливають на дитину в утробі матері, перешкоджаючи утворенню кровоносних судин за допомогою речовин-посередників», — каже Тіна Бюркі.
Наслідки для здоров’я
Наразі дослідники досліджують усі речовини-повідомники, які вивільняє плацента, оброблена наночастинками, так званий секретом. Без забруднення взаємодія гормонів, медіаторів запалення та сигнальних речовин для формування систем органів нагадує ідеально налагоджений оркестр. Вже зрозуміло, що зв’язок між плацентою та ненародженою дитиною порушується присутністю наночастинок і пошкоджує формування кровоносних судин. Однак початкові результати показують, що це не впливає на розвиток нервової системи. Майбутні аналізи покажуть, які інші порушення можуть опосередковано викликати наночастинки. «Оскільки вплив може вплинути на здоров’я вагітної жінки та розвиток її дитини, ці висновки слід враховувати при оцінці ризику наноматеріалів», — каже дослідник.
Клінічний партнер, кантональна лікарня Санкт-Галлена, також зацікавлений. Як сказав Томас Рдух з Жіночої клініки, а також співробітник клінічних досліджень Empa: «Здорова плацента має величезне значення для розвитку дитини. Тому правильна оцінка ризику забруднення навколишнього середовища є надзвичайно важливою для вагітних жінок».