Ученые изучают, как наночастицы, которые, вероятно, вызывают проблемы с развитием плода, взаимодействуют с плацентарным барьером. Их исследование показало, что эти частицы могут нарушать связь между плацентой и плодом, в частности влиять на формирование кровеносных сосудов, даже если не присутствуют в тканях плода.
Исследователи изучают, как наночастицы из различных продуктов и источников окружающей среды влияют на эмбриональное развитие, нарушая функцию плаценты и косвенно нанося вред тканям плода, несмотря на защитный плацентарный барьер.
Чтобы обеспечить максимально возможную защиту сложного процесса развития тканей и органов плода, плацентарный барьер не пропускает патогены и чужеродные вещества. Тина Бюрки и ее команда из лаборатории взаимодействия частиц и биологии Empa в Санкт-Галлене изучают, как этот защитный механизм справляется с наночастицами.
Наночастицы содержатся в большом количестве продуктов, но они также образуются в процессе износа и сгорания. «Мы поглощаем эти вещества из окружающей среды через пищу, косметику или воздух, которым дышим, — объясняет Бюрки. — Есть подозрения, что некоторые из этих наночастиц вредят детям в утробе матери».
Среди возможных последствий для ребенка — низкий вес при рождении, аутизм и респираторные заболевания. До сих пор неясно, как наночастицы влияют на еще не родившегося ребенка.
«Мы уже знаем, что плацентарный барьер задерживает многие наночастицы или, по крайней мере, задерживает их транспортировку к эмбриону, — говорит Бюрки. — Однако повреждение тканей плода происходит, даже если частицы не были обнаружены у плода».
В настоящее время команда Empa пытается разобраться в этом эффекте наночастиц. Вместе с клиническими и научными партнерами команда изучает влияние обычных наночастиц, таких как диоксид титана или дизельная сажа, на функции плаценты и их косвенный вред для эмбрионального развития.
Для этого команда использовала полностью функциональные человеческие плаценты, которые стали доступны после планового кесарева сечения. «Человеческая плацентарная ткань — единственный способ получить значимые результаты по переносу и воздействию наночастиц, — говорит исследователь из Empa. — Структура, метаболизм и взаимодействие тканей матери и плода уникальны и зависят от вида».
Эксперименты показали, что наночастицы в плацентарной ткани нарушают выработку большого количества веществ-мессенджеров. Именно эти вещества могут вызывать серьезные изменения в развитии эмбриона, такие как нарушение формирования кровеносных сосудов. Эти эффекты можно визуализировать на лабораторных моделях с использованием куриных яиц.
Кровеносные сосуды в яйце растут с огромной скоростью и плотностью, чтобы обеспечить эмбриональное развитие. Густая сеть мелких кровеносных сосудов покрывает внутреннюю поверхность скорлупы яйца. Ситуация разительно отличается в яйцах, обработанных измененными веществами из плаценты, в свою очередь обработанной наночастицами.
В экспериментах система кровеносных сосудов была не такой плотной, а скорее грубо сетчатой. «Наночастицы, очевидно, оказывают косвенное воздействие на ребенка в утробе матери, препятствуя формированию кровеносных сосудов через вещества-мессенджеры», — говорит Тина Бюрки.
В настоящее время исследователи изучают всю совокупность веществ, выделяемых обработанной наночастицами плацентой, так называемый секретом. В незагрязненном состоянии взаимодействие гормонов, медиаторов воспаления и сигнальных веществ для формирования систем органов напоминает «идеально настроенный оркестр», говорят исследователи.
Связь между плацентой и еще не родившимся ребенком нарушается из-за присутствия наночастиц и повреждает формирование кровеносных сосудов. Однако первые результаты показывают, что на развитие нервной системы это не влияет. Будущие анализы покажут, какие еще нарушения наночастицы могут вызвать косвенным образом.
«Поскольку их воздействие может повлиять на здоровье беременной женщины и развитие ее ребенка, эти результаты должны учитываться при оценке рисков, связанных с наноматериалами», — говорит исследователь.
По словам Томаса Рдуха из женской клиники, а также научного сотрудника по клиническим исследованиям в Empa, «здоровая плацента имеет огромное значение для развития ребенка. Поэтому правильная оценка риска загрязнения окружающей среды имеет решающее значение для беременных женщин».
Ранее исследователи обнаружилимикрочастицы и волокна пластика размером менее микрона в самом большом наборе образцов плаценты. Затем в каждом из всех 62 изученных образцов ткани команда обнаружила микропластик различной концентрации.
