Noi descoperiri evidențiază substanțele chimice ce dăunează creierului13 min read

Cercetătorii din UE au identificat noi moduri în care unele substanțe pot interfera cu sistemul hormonal și cu dezvoltarea creierului la oameni.

Prof. Joëlle Rüegg este o deschizătoare de drumuri în încercarea ei de a afla mai multe despre modul în care substanțe chimice obișnuite pot afecta dezvoltarea creierului uman, inclusiv la copiii mici, prin felul în care interferează cu hormonii.

Rüegg este expertă în toxicologie ambientală în cadrul Universității Uppsala din Suedia și conduce un proiect de cercetare care a primit finanțare din partea UE pentru a examina impactul acestor substanțe asupra dezvoltării neurologice. Cunoscute sub numele de perturbatori endocrini (EDC), acestea pot avea cele mai însemnate efecte asupra feților și copiilor. 

Un sistem sensibil

Sistemul endocrin secretă hormoni care activează „trasee” ce furnizează semnale importante diferitelor tipuri de celule. Aceste semnale ajută la a controla creșterea, metabolismul și chiar dispoziția, iar perturbările pot avea consecințe grave.

Dovezile adunate de-a lungul anilor arată că există o legătură între perturbatorii endocrini și, de exemplu, autism, hiperactivitate și un IQ mai mic, potrivit lui Rüegg. Deși multe dintre mecanismele care stau la baza acestei legături sunt încă necunoscute, proiectul coordonat de Rüegg a început să pună în lumină câteva dintre ele.

„Am putut corela anumite trasee ale semnalelor cu o serie de procese importante pentru dezvoltarea creierului”, spune Rüegg. „Aceste trasee hormonale nu au fost identificate până acum ca ținte ale unor astfel de substanțe chimice.”

Perturbatorii endocrini sunt prezenți într-o varietate de articole, de la jucării și recipiente de plastic până la cosmetice și pesticide. Aceste substanțe includ dioxine, bisfenoli și ftalați și pot fi absorbite prin contact cu aerul sau cu apa, prin piele sau din alimente.

„Suntem expuși constant la sute de substanțe chimice cu proprietăți de perturbare a sistemului endocrin”, spune Rüegg. „Acestea afectează un sistem – adică sistemul hormonal – care este sensibil la semnale oricât de mici.”

Impacturi neurologice

Denumit ENDpoiNTs,  // „Novel Testing Strategies for Endocrine Disruptors in the Context of Developmental NeuroToxicity”, cordis.europa.eu // proiectul condus de prof. Rüegg a început în ianuarie 2019 și va continua până în iunie 2024. Acesta face parte dintr-un cluster – numit EURION// Detalii pe eurion-cluster.eu // – de opt inițiative de cercetare finanțate de UE pentru îmbunătățirea identificării perturbatorilor endocrini. 

Rüegg, care este originară din Elveția, a început să fie interesată de legătura dintre perturbatorii endocrini și dezvoltarea creierului după un doctorat făcut în München (Germania), care avea ca temă legăturile dintre hormonii stresului și tulburările depresive. 

Cu ocazia studiilor celulare și moleculare, echipa condusă de aceasta a găsit șase trasee hormonale care nu erau cunoscute înainte ca fiind corelate cu efecte negative asupra dezvoltării neurologice, pe care le-a adăugat la cele trei deja cunoscute.

De asemenea, echipa a observat unele diferențe între subiecții de sex masculin și cei de sex feminin, unele trasee fiind afectate la unul dintre sexe, dar nu și la celălalt.

Rüegg spune că dovezile sugerează că acest factor ar putea duce la variații, cum ar fi în ceea ce privește funcția memoriei.

Acțiuni timpurii

O mai bună cunoaștere a perturbatorilor endocrini și a efectelor lor potențiale va permite și o reglementare mai țintită a anumitor substanțe chimice de către UE și alte autorități, pentru a preveni daunele înainte să aibă loc, potrivit lui Rüegg.

Deși UE are una dintre cele mai stricte legislații din lume în privința substanțelor chimice, aceasta continuă să evolueze pe măsură ce ies la iveală noi riscuri. În 2023, de exemplu, au intrat în vigoare noi norme europene// „Sustainable chemicals: New rules to identify endocrine disruptors and long-lasting chemicals enter into force”, environment.ec.europa.eu // pentru identificarea perturbatorilor endocrini.  

„Cu cât înțelegem mai bine cum funcționează perturbatorii endocrini, cu atât mai bine vom putea concepe metode de testare”, spune aceasta. „Cel mai bine este să poți spune de la început că o anumită substanță chimică ar putea afecta dezvoltarea creierului. Vrem să fim proactivi și să evităm situația în care vedem efecte în rândul oamenilor.”

Pe baza constatărilor, echipa ENDpoiNTs a dezvoltat instrumente de testare și screening, pentru a anticipa dacă substanțele chimice vor avea un efect asupra dezvoltării neurologice.

Acest lucru ar putea facilita reperarea substanțelor care ar trebui excluse de la încorporarea în bunuri comerciale. 

„Ideea este să ajutăm cât mai timpuriu posibil într-un proces de producție pentru a identifica aceste semnale de alarmă”, spune Rüegg.

Vânătoarea ambientală

UE finanțează, de asemenea, acțiuni de cercetare pentru măsurarea mai eficace a concentrațiilor de perturbatori endocrini din mediu. 

Acesta este și obiectivul unui proiect cu durata de trei ani, care ar urma să se încheie în 2025. Denumit GREENER,// „Single Photon source and detector based on novel materials for the detection of endocrine disruptors”, cordis.europa.eu // proiectul dezvoltă senzori ecologici pentru a măsura perturbatorii endocrini (EDC) din apă.

Deși unele dispozitive pot detecta niveluri scăzute de EDC, procesul poate necesita mult timp și poate fi costisitor, deoarece probele trebuie să fi duse adesea la laboratoare pentru a fi testate, potrivit dr. Martin Möbius, cercetător în domeniul fotonicii la Centrul pentru Microtehnologii din cadrul Universității Tehnice din Chemnitz (Germania).

„Sunt necesari mulți pași pentru a defini aceste concentrații”, spune Möbius, care coordonează proiectul GREENER. „Ideea noastră este să putem măsura concentrațiile direct la fața locului.”

Echipa de proiect va dezvolta un spectrometru – un dispozitiv care identifică substanțele în funcție de cât de mult absorb acestea diferite lungimi de undă ale luminii. Cristalele de tip puncte cuantice – semiconductori minusculi – vor permite măsurătorile la lungimi de undă scurte. 

Planul este de a avea un model funcțional gata până la sfârșitul lui 2025.

Senzori folositori

Astfel de senzori ar putea fi utili în sectorul pescuitului, deoarece perturbatorii endocrini pot determina schimbări în fiziologia peștilor și pot afecta dezvoltarea și funcția lor reproductivă. Oamenii din industrie ar putea utiliza spectrometrul pentru a afla dacă populațiile locale de pești sunt expuse la EDC.  

În mod similar, această tehnologie ar putea fi utilizată în tratarea apelor uzate, pentru a îndepărta materialele dăunătoare.

GREENER își propune să facă senzorii compacți – cam de mărimea unei tăvi de pâine – și ușor de folosit și de către cei care nu sunt experți. 

„Atunci când ai un dispozitiv mic, poți, de exemplu, să îl instalezi pe o conductă prin care trec ape uzate sau curge apă potabilă și să vezi ce este înăuntru”, spune Möbius.

În general, dispozitivele portabile, cum este spectrometrul care urmează a fi dezvoltat de GREENER, au potențialul de a oferi o imagine mai detaliată cu privire la prezența și nivelurile de EDC din diverse corpuri de apă de pe o suprafață geografică întinsă. 

„Cunoaștem câteva dintre efectele acestor substanțe chimice, însă nu cunoaștem concentrațiile și unde sunt ele prezente”, spune Möbius. „Tocmai aceasta trebuie să aflăm pentru a proteja mediul.”

Cercetările menționate în acest articol au fost finanțate prin programul Orizont al UE. Opiniile persoanelor intervievate nu reflectă neapărat opiniile Comisiei Europene.Acest articol a fost publicat inițial în Horizon, revista de cercetare și inovare a UE.