Narażenie ojca na mikroplastik zmienia zdrowie metaboliczne potomstwa

Narażenie ojca na mikroplastik zmienia zdrowie metaboliczne potomstwa

Badanie przeprowadzone przez naukowców zajmujących się biomedycyną na Uniwersytecie Kalifornijskim w Riverside po raz pierwszy wykazało, że narażenie ojca na mikroplastiki (MP) może wywołać zaburzenia metaboliczne u jego potomstwa. Badania z wykorzystaniem modeli mysich ujawniają nieznany wcześniej szlak, poprzez który zanieczyszczenia środowiska wpływają na zdrowie przyszłych pokoleń.

Chociaż MPs wykryto już w ludzkich układach rozrodczych, wynika z badania opublikowanego w czasopiśmie „Dziennik Towarzystwa Endokrynologicznegojako pierwsza zasypuje różnicę pomiędzy narażeniem ojca na MP a długoterminowym zdrowiem kolejnego pokolenia („potomstwa F1”).

MP to maleńkie cząsteczki plastiku (mniejsze niż 5 milimetrów), które powstają podczas rozkładu towarów konsumpcyjnych i odpadów przemysłowych. Zaburzenia metaboliczne to szereg stanów – w tym podwyższone ciśnienie krwi, wysoki poziom cukru we krwi i nadmiar tkanki tłuszczowej – które zwiększają ryzyko chorób serca i cukrzycy.

Aby wywołać zaburzenia metaboliczne u potomstwa pokolenia F1, naukowcy karmili je dietą wysokotłuszczową. Takie podejście pomaga ujawnić skutki narażenia ojca, które mogą pozostać łagodne lub ukryte w normalnych warunkach żywieniowych. Dieta wysokotłuszczowa naśladuje powszechne niezdrowe nawyki żywieniowe, takie jak dieta zachodnia, i zwiększa ryzyko metaboliczne. Ponieważ sami ojcowie byli regularnie karmieni, otyłość obserwowana u potomstwa F1 ma związek z odżywianiem.

Zespół badawczy odkrył, że potomstwo samców myszy narażonych na działanie MP było znacznie bardziej podatne na zaburzenia metaboliczne niż potomstwo ojców nienarażonych na działanie MP, mimo że wszystkie potomstwo otrzymywało tę samą dietę wysokotłuszczową.

Dokładne przyczyny tego efektu zależnego od płci są nadal niejasne. W naszym badaniu u potomstwa płci żeńskiej rozwinął się fenotyp cukrzycy. Zaobserwowaliśmy zwiększoną ekspresję genów prozapalnych i procukrzycowych w ich wątrobie – genów, które wcześniej łączono z cukrzycą. Zmian tych nie zaobserwowano u potomstwa płci męskiej.”

Changcheng Zhou, profesor nauk biomedycznych w UCR School of Medicine i główny autor badania

Zespół badawczy odkrył, że chociaż u potomstwa płci męskiej nie rozwinęła się cukrzyca, wykazano niewielki, ale znaczący spadek masy tłuszczowej. U potomstwa płci żeńskiej wykazano zmniejszoną masę mięśniową i zwiększoną cukrzycę.

Aby zrozumieć, w jaki sposób cecha została przekazana, badacze wykorzystali specjalną technologię sekwencjonowania zwaną PANDORA-seq, opracowaną w UCR. Odkryli, że ekspozycja na MP zmienia „ładunek” plemników, wpływając na małe cząsteczki regulujące włączanie i wyłączanie genów.

W szczególności ekspozycja na MP znacząco zmieniła profil małych RNA plemników, w tym małych RNA pochodzących z tRNA (tsRNA) i małych RNA pochodzących z rRNA (rsRNA) – rodzajów małych niekodujących RNA. W przeciwieństwie do DNA, które zapewnia „plan” życia, te cząsteczki RNA mogą działać jak „przełączniki przyciemniania” genów, kontrolując stopień ekspresji genu podczas rozwoju.

„Według naszej wiedzy nasze badanie jako pierwsze wykazało, że narażenie ojca na mikroplastiki może wpływać na profile małych, niekodujących RNA plemników i powodować zaburzenia metaboliczne u potomstwa” – stwierdziła Zhou.

Zhou podkreśliła, że ​​badanie sugeruje, że skutki zanieczyszczeń tworzywami sztucznymi nie ograniczają się do osób narażonych; Może pozostawić ślad biologiczny, który predysponuje dzieci do chorób przewlekłych.

„Nasze odkrycie otwiera nowe granice w zakresie zdrowia środowiskowego i przenosi uwagę na wpływ środowiska obojga rodziców na zdrowie ich dzieci” – powiedział. „Te ustalenia z badania na myszach prawdopodobnie mają konsekwencje dla ludzi. Mężczyźni planujący mieć dzieci powinni rozważyć zmniejszenie narażenia na zanieczyszczenia, takie jak mikrodrobiny plastiku, aby chronić zarówno zdrowie swoje, jak i swoich przyszłych dzieci”.

Zespół badawczy ma nadzieję, że odkrycia posłużą jako wskazówka dla przyszłych badań nad wpływem MP i jeszcze mniejszych nanoplastików na rozwój człowieka.

„Nasze przyszłe badania prawdopodobnie sprawdzą, czy narażenie matki stwarza podobne ryzyko i w jaki sposób można złagodzić te zmiany metaboliczne” – powiedziała Zhou.

Do badania Zhou dołączyli Seung Hyun Park, Jianfei Pan, Ting-An Lin, Sijie Tang i Sihem Cheloufi z UCR; Xudong Zhang i Qi Chen ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Utah; i Tong Zhou z Uniwersytetu Nevady w Szkole Medycznej w Reno.

Badanie zostało częściowo wsparte grantami Narodowego Instytutu Zdrowia.

Źródła: