Наночастицы нарушают формирование кровеносных сосудов у эмбрионов

Исследователи из лаборатории Empa «Взаимодействие частиц и биологии» в Санкт-Галлене под руководством Тины Бюрки изучают, как плацентарный барьер справляется с наночастицами. Результаты опубликованы в журнале Advanced Science.

Наночастицы содержатся во многих продуктах, а также образуются в результате износа материалов и процессов горения. Они могут попадать в организм с пищей, косметикой или воздухом. Некоторые из этих частиц подозреваются в способности наносить вред детям в утробе матери, приводя к низкому весу при рождении, аутизму и респираторным заболеваниям.

Непрямой эффект на расстоянии

Хотя известно, что плацентарный барьер задерживает или замедляет транспорт многих наночастиц к эмбриону, повреждения тканей плода возникают даже при отсутствии обнаруживаемых частиц в нём самом. Команда изучает этот «эффект на расстоянии».

В сотрудничестве с клиническими и научными партнёрами исследователи изучили влияние распространённых наночастиц (например, диоксида титана или сажи от дизельного топлива) на функцию плаценты и их косвенный вред для развития эмбриона. Для экспериментов использовались полнофункциональные человеческие плаценты, полученные после плановых кесаревых сечений, так как их структура и метаболизм уникальны.

Опыты показали, что наночастицы в ткани плаценты нарушают выработку множества сигнальных веществ (мессенджеров). Именно эти мессенджеры могут вызывать серьёзные изменения в эмбриональном развитии, такие как нарушение формирования кровеносных сосудов.

Визуализация эффекта

Эффект был наглядно продемонстрирован на лабораторной модели с куриными яйцами. В норме кровеносные сосуды в яйце растут с высокой скоростью и плотностью, образуя густую сеть. Однако в яйцах, обработанных изменёнными сигнальными веществами из плаценты, подвергшейся воздействию наночастиц, сосудистая система была не плотной, а грубоячеистой.

«Наночастицы, по-видимому, оказывают косвенное влияние на ребёнка в утробе, подавляя образование кровеносных сосудов через сигнальные вещества», — поясняет Тина Бюрки.

Последствия для здоровья

Исследователи изучают весь набор веществ, выделяемых плацентой под воздействием наночастиц (секретом). Нарушение этой тонко настроенной коммуникации между плацентой и плодом повреждает формирование сосудов. Первые результаты показывают, что развитие нервной системы, по-видимому, не затрагивается.

Будущие анализы покажут, какие ещё нарушения могут косвенно вызывать наночастицы. «Поскольку эти эффекты могут влиять на здоровье беременной женщины и развитие её ребёнка, данные выводы следует учитывать при оценке риска наноматериалов», — отмечает исследователь.

Клинические партнёры подчёркивают важность этих исследований для корректной оценки рисков загрязнения окружающей среды для беременных.