Blootstelling in de baarmoeder aan vlamvertragers resulteert in een veranderde hersenontwikkeling bij pasgeboren ratten

Blootstelling in de baarmoeder aan vlamvertragers resulteert in een veranderde hersenontwikkeling bij pasgeboren ratten

Een nieuw onderzoek van de North Carolina State University toont aan dat blootstelling aan de vlamvertrager FireMaster® 550 (FM 550) of de individuele broomhoudende (BFR) of organofosfaatester (OPFR) componenten in de baarmoeder resulteerde in een veranderde hersenontwikkeling bij pasgeboren ratten. De effecten – met name bewijs van mitochondriale disfunctie en ontregelde choline- en triglycerideniveaus in hersenweefsel – waren groter bij mannelijke nakomelingen dan bij vrouwen. Het werk draagt ​​bij aan het bewijs dat zowel OPFR's als BFR's neurotoxisch kunnen zijn.

FM 550 is een vlamvertragend mengsel dat tien jaar geleden voor het eerst werd geïdentificeerd. Het is ontworpen ter vervanging van PBDE's, een klasse vlamvertragers die om veiligheidsredenen geleidelijk worden uitgefaseerd.

Hoewel sommige nieuwe vlamvertragende mengsels nog steeds BFR's bevatten, zijn de OPFR's een populaire vervanging voor PBDE's omdat wordt aangenomen dat OPFR's zich niet in het lichaam ophopen en daarom niet zo schadelijk kunnen zijn. Er werd met name verondersteld dat OPFR's geen invloed zouden hebben op acetylcholinesterase – een belangrijke neurotransmitter. Maar het lijkt erop dat OPFR’s nog steeds de cholinesignalering beïnvloeden en net zo slecht, zo niet slechter, zijn voor de zich ontwikkelende hersenen dan PBDE’s.”

Heather Patisaul, associate decaan voor onderzoek aan het NC State College of Sciences en corresponderende auteur van het onderzoek

Patisaul en haar collega's voerden transcriptomische en lipidomische onderzoeken uit naar de prefrontale cortex van pasgeboren ratten waarvan de moeders tijdens de zwangerschap werden blootgesteld aan FM550 of individueel aan BFR- of OPFR-elementen.

“Het verkrijgen van genetische informatie uit transcriptomics is wat onderzoekers gewoonlijk doen om potentiële verbanden tussen toxiciteit en gezondheidseffecten bloot te leggen”, zegt Patisaul. "In dit geval wilden we ook zien of de lipiden- of vetsamenstelling van de hersenen veranderd was - onze hersenen zijn in wezen vetbollen, en lipidomics kunnen onthullen hoe blootstelling de hersenen in de vroegste ontwikkelingsstadia kan beïnvloeden."

Zowel transcriptomische als lipidomische analyses toonden bewijs van verstoring van de mitochondriën, hoewel de verstoring meer uitgesproken was bij de nakomelingen die werden blootgesteld aan OPFR's. Mitochondria worden in bijna elke cel aangetroffen en dienen als cellulaire energiegeneratoren en spelen een belangrijke rol bij de cellulaire ademhaling.

eBook over neurowetenschappen

Compilatie van de beste interviews, artikelen en nieuws van het afgelopen jaar. Download vandaag nog een exemplaar

Transcriptoomanalyse onthulde verstoring van cellulaire ademhalingsgenen geassocieerd met neurodegeneratieve ziekten zoals de ziekte van Alzheimer en ALS, terwijl lipidomics verstoorde choline- en triglyceridenniveaus in de hersenen aantoonden.

Bij mannen die werden blootgesteld aan OPFR's waren genen die geassocieerd zijn met axongeleiding en cholinesignalering ook ontregeld. Axongeleiding is het proces waarbij neuronen de juiste verbindingen maken tijdens de neurale ontwikkeling. Choline is een voorloper van de neurotransmitter acetylcholine, die kritische aspecten van de neuronale functie en neuronale signalering beïnvloedt.

“Omdat er zoveel veranderde genen betrokken zijn bij ademhaling en choline, bestaat er bezorgdheid dat deze FR’s de fundamentele autonome functies en cognitie beïnvloeden”, zegt Patisaul. “Het komt er dus op neer dat blootstelling aan BFR’s en OPFR’s zowel de neuronale signalering verstoort als het vermogen van cellen om op de juiste manier energie te produceren en te gebruiken.”

De onderzoekers ontdekten ook dat mannelijke nakomelingen meer getroffen werden dan vrouwen.

“In eerdere onderzoeken bij ratten hebben we ontdekt dat de OPFR-niveaus hoger zijn in placenta’s die aan mannetjes vastzitten dan in vrouwtjes”, zegt Patisaul. “Dus dit verschil in blootstelling zou de reden kunnen zijn waarom we verschillende en ernstiger effecten bij mannen zien.

"De belangrijke boodschap hier is dat de veronderstelling dat OPFR's veiliger zijn dan andere FR's waarschijnlijk verkeerd is. Zowel OPFR's als BFR's kunnen de corticale ontwikkeling en functie verstoren. En het feit dat deze chemicaliën detecteerbaar zijn in de placenta betekent dat ze niet snel genoeg afbreken om geen schade aan te richten."

Het werk verschijnt in een speciale uitgave van Neuroendocrinology en werd ondersteund door het National Institute of Environmental Health Sciences (NIEHS) en de Environmental Protection Agency. De eerste auteur is Shannah Witchey, een voormalig postdoctoraal onderzoeker bij NC State. grootste zorg.

Bron:

Staatsuniversiteit van North Carolina

Referentie:

Witchey, SK, et al. (2022) De effecten van blootstelling aan FireMaster 550 (FM 550) tijdens de zwangerschap op de neonatale cortex zijn geslachtsspecifiek en grotendeels toe te schrijven aan organofosfaatesters. Neuro-endocrinologie. doi.org/10.1159/000526959.

.