Die Exposition gegenüber bestimmten Chemikalien während der Schwangerschaft stört die Entwicklung des Gehirns

Jedes Jahr, allein in den Vereinigten Staaten, Tausende von neue chemische Verbindungen werden produziert. Sie schließen sich bereits den Zehntausenden an kommerziell zugänglich.

Diese Substanzen werden in der Zusammensetzung einer breiten Palette von Produkten verwendet, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Kunststoffderivate, von denen heute bekannt ist, dass sie auf mehreren Wegen in lebende Organismen gelangen: das Wasser, das sie aufnehmengruppieren die Lebensmittel, die sie essen oder auch die Luft, die sie atmen.

Allerdings liegen die Expositionen gegenüber einzelnen chemischen Stoffen im Alltag oft unter den experimentell ermittelten gesetzlichen Grenzwerten. Das Problem ist jedoch, dass diese individuellen Expositionen nicht immer die Risiken widerspiegeln, die diese Produkte für die menschliche Gesundheit darstellen.

Tatsächlich können chemische Substanzen, die einzeln genommen nur eine begrenzte Wirkung haben, viel schädlichere Wirkungen haben. wenn in komplexen Gemischen vorhanden.

Cet „Cocktail-Effekt“ wurde erneut durch eine Studie hervorgehoben, die dieses Jahr in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde.

Durch die Kombination von Daten aus epidemiologischen Studien mit Experimenten, die an zellulären und aquatischen Tiermodellen durchgeführt wurden, hat eine internationale Forschungsgruppe, der wir angehören, gezeigt, dass die hormonelle Störung durch die tägliche Exposition gegenüber einer Mischung aus acht Chemikalien verursacht wird wirkt sich auf die Gehirnentwicklung und den Spracherwerb bei Kindern aus. Zurück zu diesen Ergebnissen und den Perspektiven, die sie eröffnen.

Eine Kohorte zur Untersuchung der Auswirkungen von Chemikalien auf ungeborene Kinder

Im Gegensatz zu den meisten früheren Studien, die sich auf die Wirkungen einzelner Verbindungen konzentriert hatten, zielte die Arbeit, an der wir beteiligt waren, darauf ab, die Folgen der Exposition gegenüber einer Mischung chemischer Verbindungen mit endokrin wirksamen Eigenschaften, die tatsächlichen Expositionsniveaus, zu analysieren.

Zur Erinnerung: Endokrine Disruptoren sind Substanzen, die in der Lage sind, die Funktion von Hormonen (chemische Botenstoffe) zu stören, und dies in extrem geringen Konzentrationen. Die Folgen dieser Wechselwirkungen sind möglicherweise sehr schädlich, da Hormone an einer Vielzahl grundlegender Prozesse beteiligt sind: Zellproliferation und -migration während der fötalen Entwicklung, Stoffwechsel, Fortpflanzung, Stress, Ernährung, Schlaf usw.

Unsere Ergebnisse wurden unter Verwendung von Daten aus der SELMA-Kohortenstudie erhalten, die an der Universität Karlstad, Schweden, durchgeführt wurde. Diese Studie begleitet etwa 2 Mutter-Kind-Paare von der frühen Schwangerschaft über die Geburt bis zum Schulalter des Kindes.

Das allgemeine Ziel von SELMA ist die Untersuchung der Auswirkungen einer Exposition gegenüber chemischen Substanzen, die vermutlich oder nachweislich das endokrine System in der Frühschwangerschaft stören, auf die Gesundheit und Entwicklung des Kindes im späteren Leben. Zur Erinnerung: Die SELMA-Studie hat es bereits ermöglicht, einen Zusammenhang zwischen der Exposition gegenüber verschiedenen Chemikalien und dem herzustellen kindliche Geschlechtsentwicklung, Atemprobleme, kognitive Entwicklung und Wachstum in der Kindheit.

Die Originalität des Ansatzes, der zu einer Veröffentlichung im Wissenschaftsjournal Science geführt hat, besteht darin, nicht nur epidemiologische Daten wie die der SELMA-Studie, sondern auch experimentelle toxikologische Daten integriert zu haben und schließlich einen neuen Ansatz zur Bewertung des damit verbundenen Risikos vorzuschlagen bei Exposition gegenüber Gemischen. Dazu wurden diese Arbeiten in drei Stufen durchgeführt.

Identifizierung des chemischen Gemisches

Erstens wurde die Überrepräsentation einer Mischung aus acht Chemikalien im Blut und Urin schwangerer Frauen in der SELMA-Kohorte mit einer Sprachverzögerung bei Kindern im Alter von 30 Monaten (weniger als fünfzig gesprochene Wörter) korreliert. Von mehreren Bestandteilen dieser Mischung war bekannt, dass sie endokrine Disruptionswirkungen haben.

Dies war z. B. der Fall bei Bisphenol A (eine Verbindung, die zur Herstellung von Kunststoffen und einigen Epoxidharzen verwendet wird) oder einige chemische Verbindungen perfluoriert (verwendet in einer Vielzahl von Verbraucher- und Industrieprodukten, von Kosmetika über Feuerlöschschaum bis hin zu wasserdichter Kleidung). Andere Verbindungen in dieser Mischung, wie bestimmte Phthalate (Diethylphthalat, Dibutylphthalat und Benzyl- und Butylphthalat), seien gewesen verbunden mit Sprachverzögerung bei Kindern im Alter von 30 Monaten durch vorherige Forschung.

Diese Effekte wurden zuvor durch Assoziationsforschung identifiziert, die an jedem Produkt einzeln durchgeführt wurde. Ziel war es diesmal, ihre Wirkung als Mischung zu bestimmen. Sobald die Mischung identifiziert war, wurde sie daher von Chemikern nachgebaut, um sie genauer zu untersuchen.

Experimentelle Studie

Nach diesem ersten Identifizierungsschritt führten die Wissenschaftler dann Experimente durch, um die Wirkungsweise des Chemikaliengemisches zu untersuchen. Dazu nutzten sie verschiedene experimentelle Modelle, um die molekularen Angriffspunkte zu identifizieren, über die diese Mischung im Körper wirken könnte.

Ziel war es, seine Fähigkeit zu beurteilen, die durch Hormone vermittelte Regulation zu stören, aber auch Gene, die an der Entwicklung des Gehirns beteiligt sind oder verbunden mit kognitiver und intellektueller Beeinträchtigung bei Expositionswerten, die für den Menschen relevant sind.

Dieser Schritt wurde insbesondere an Organoiden des menschlichen Gehirns (Zellkulturen, die in der Lage sind, sich selbst zu organisieren, um bestimmte Funktionen der Gewebe des Organs, das sie repräsentieren, zu reproduzieren. Sie befinden sich in einer Art "Mini-Orgeln", Anm. d. Red). Dank dieser Werkzeuge war es möglich, die Hauptaspekte der Entwicklung unseres Gehirns zu reproduzieren. Damit war es den Forschern erstmals möglich, die molekularen Wirkungen dieser Chemikalienmischung direkt auf menschliches fötales Hirngewebe zu untersuchen.

Die Computermodellierung hat es auch ermöglicht, die Auswirkungen der Mischung auf Netzwerke von Genen zu analysieren, die an der Differenzierung von Neuronen beteiligt sind und durch zahlreiche Hormone, insbesondere Hormone, reguliert werden Schilddrüse. In derselben Studie konnten Aspekte einer Schilddrüsenstörung und einer Störung des Schwimmverhaltens bei einer Amphibie und bei Zebrafischen nachgewiesen werden.

Die an all diesen Versuchsmodellen gewonnenen Daten wurden anschließend analysiert, um die hauptsächlich gestörten Hormonwege zu identifizieren. Die Ergebnisse zeigten eine Erhaltung der störenden Eigenschaften des Chemikaliengemisches bei Wirbeltieren.

Besorgniserregende Erkenntnisse

Drittens wurden die Ergebnisse dieser experimentellen Studien verwendet, um neue Instrumente zur Bewertung der Risiken zu entwickeln, die mit der Exposition gegenüber Chemikaliengemischen verbunden sind.

All diese Arbeiten haben es ermöglicht zu zeigen, dass die untersuchte Produktmischung in realistischen Konzentrationen regulatorische Netzwerke unter hormonellem Einfluss in den Organoiden des menschlichen Gehirns wie in Tiermodellen stört. Xenopus leavis et Danio lachte.

Durch die Analyse der epidemiologischen Daten konnten wir zeigen, dass bis zu 54 % der Kinder pränatale Expositionen erfahren hatten, die über den in unserer Studie als besorgniserregend erachteten Werten (die experimentell ermittelt wurden) lagen.

Kinder im obersten Dezil der Exposition hatten ein 3,3-mal höheres Risiko für Sprachverzögerungen als Kinder im untersten Dezil (Sprachverzögerung wurde als Endpunkt gewählt, da es sich um einen Marker für frühe geistige Behinderung handelt).

Einer der wichtigsten betroffenen Hormonwege ist der von Schilddrüsenhormone. In Anbetracht dessen, dass in der Frühschwangerschaft optimale Werte der mütterlichen Schilddrüsenhormone für das Wachstum und die Entwicklung des Gehirns erforderlich sind, ist es nicht verwunderlich, dass ein Zusammenhang zwischen der pränatalen Exposition gegenüber diesen Produkten und verzögertem Sprechen besteht.

Diese Ergebnisse zeigen, dass es zwingend erforderlich ist, den Ansatz zu ändern, um Mischungen von Chemikalien bei der Bewertung zu berücksichtigen. Angesichts der Ergebnisse dieser besorgniserregenden Studie hätte die Verwendung neuer Instrumente zur Analyse des Risikos im Zusammenhang mit der Exposition gegenüber Mischungen (anstatt gegenüber einzelnen Verbindungen) verhindern können, dass 54 % der Kinder in utero solchen Konzentrationen ausgesetzt werden, die rückblickend beurteilt wurden.

Rechtsvorschriften anpassen, um Risiken besser einschätzen zu können

Diese Arbeit zeigt, dass das durch diese Forschung identifizierte Risiko nur erkannt werden kann, wenn die Produkte nicht einzeln, sondern als "Cocktail" betrachtet werden, da die Wirkungen chemischer Substanzen in komplexen Mischungen von ihren individuellen Eigenschaften abweichen können.

Dies ist ein wichtiger Punkt, da sich die Risikobewertung derzeit ausschließlich mit den Wirkungen einzelner Chemikalien befasst.

Darüber hinaus können sich die biologischen Wirkungen endokriner Disruptoren bei Dosen manifestieren, die weit unter den Grenzwerten herkömmlicher toxikologischer Tests liegen. Die derzeitige Gesetzgebung berücksichtigt jedoch die „endokrine Wirkung“ bestimmter Substanzen nicht ausreichend. Zur Veranschaulichung erlauben die Texte erst seit 2018 die Identifizierung endokriner Disruptoren. Und wieder nur die Es handelt sich um biozide Pflanzenschutzmittel.

Seit über 30 Jahren versuchen Forscher, die Wirkungsweise endokriner Disruptoren aufzuklären und ihre Auswirkungen auf die Gesundheit (Mensch und Tier) zu messen. Unsere Arbeit zeigt, dass die Kombination epidemiologischer Daten und experimenteller Ergebnisse ein vielversprechender Weg ist, um unser Verständnis dieser sehr spezifischen Schadstoffe zu verbessern. Es bleibt dann, die Gesetzgebung entsprechend anzupassen.

Jean-Baptiste Fini, Professor des MNHN, Nationalmuseum für Naturkunde (MNHN) et Barbara Demenix, Professor Physiologie, Endokrinologie, Nationalmuseum für Naturkunde (MNHN)

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