Микропластик смог преодолеть модель плацентарного барьера и повлиял на гормоны беременности

Крошечные частицы пластика способны проходить через искусственно созданный плацентарный барьер и нарушать выработку гормонов, важных для нормального течения беременности и развития плода. К такому выводу пришли исследователи, изучившие воздействие нескольких распространённых видов микро- и нанопластика на лабораторную модель из человеческих клеток.

Микропластиком называют чрезвычайно мелкие фрагменты, которые образуются при разрушении пластиковых изделий под воздействием солнечного света, трения, нагревания и других факторов. Эти частицы уже обнаруживали в человеческой крови, лёгких, головном мозге, сперме, плаценте и амниотической жидкости. Однако учёным пока недостаточно известно о том, как именно они перемещаются между организмом матери и развивающимся ребёнком.

Проводить подобные эксперименты непосредственно с участием беременных женщин невозможно по медицинским и этическим причинам. Поэтому авторы нового исследования создали миниатюрную клеточную систему, имитирующую взаимодействие материнского организма, плаценты и плода.

Лабораторная модель состояла из трёх типов человеческих клеток. Клетки BeWo изображали плацентарный барьер, клетки HUVEC — внутреннюю поверхность кровеносных сосудов плода, а клетки H295R — надпочечники развивающегося ребёнка. Надпочечники участвуют в производстве адреналина, половых стероидов и других гормонов, необходимых для роста организма.

Учёные проверили несколько типов пластика, широко используемых в повседневной жизни. В эксперимент вошли полиметилметакрилат, или ПММА, применяемый как прозрачная замена стеклу, полиэтилентерефталат, из которого производят бутылки, поливинилхлорид, используемый в трубах и упаковке, а также полистирол, распространённый в упаковочных материалах.

Для отслеживания перемещения наночастиц исследователи снабдили их флуоресцентными метками и поместили на «материнскую» сторону клеточной модели. Затем специалисты наблюдали, какое количество пластика сможет преодолеть плацентоподобный барьер и попасть в камеру, представлявшую организм плода.

Оказалось, что все исследованные виды пластика в той или иной степени проходили через барьер. Чем меньше были частицы, тем легче они перемещались между клеточными слоями. Наиболее высокий показатель был зарегистрирован для ПММА: приблизительно 11% частиц достигли «плодной» стороны модели в течение трёх дней.

Трёхмерная микроскопия показала, что пластик не просто находился между клетками. Некоторые частицы проникали внутрь клеток плацентарного слоя и клеток, имитировавших кровеносные сосуды плода. В частности, мельчайшие частицы полистирола размером от 50 до 200 нанометров были обнаружены внутри клеток BeWo и HUVEC. В клетках надпочечников H295R исследователи частиц не нашли.

Не менее тревожным оказалось влияние пластика на гормональную систему. Полистирол снижал уровень эстрогена — гормона, играющего важную роль в поддержании беременности, развитии плаценты и подготовке организма матери к родам. Кроме того, воздействие полистирола уменьшало активность гена CYP17 в клетках надпочечников плода. Этот ген необходим для производства стероидных гормонов.

Почти все остальные протестированные виды пластика также снижали уровень этиохоланолона. Это стероидный гормональный метаболит, который участвует в передаче биохимических сигналов и может иметь значение для нормального развития плода.

Авторы работы предполагают, что микро- и нанопластик способен действовать как эндокринный разрушитель — вещество, вмешивающееся в работу гормональной системы. При этом разные виды пластика могут воздействовать на организм неодинаково: одни легче проходят через клеточные барьеры, другие сильнее влияют на производство конкретных гормонов.

Плацента обычно выполняет роль защитного фильтра. Она доставляет ребёнку кислород и питательные вещества, удаляет продукты обмена и ограничивает проникновение потенциально опасных соединений. Однако чрезвычайно малый размер нанопластика может позволять частицам обходить естественные защитные механизмы.

Исследователи подчёркивают, что полученные результаты нельзя напрямую переносить на беременность у человека. Клеточная модель воспроизводит только часть сложных процессов, происходящих в настоящей плаценте. В эксперименте также использовались определённые концентрации и типы частиц, которые могут отличаться от реального воздействия пластика в повседневной жизни.

Тем не менее работа демонстрирует возможный биологический механизм, с помощью которого нанопластик может пересекать плацентарный барьер и менять гормональную активность клеток. В дальнейшем учёным предстоит определить, какие дозы представляют наибольшую опасность, как долго частицы сохраняются в тканях и могут ли выявленные гормональные изменения влиять на развитие ребёнка.

Исследование подтверждает, что воздействие пластикового загрязнения может быть сложнее, чем считалось ранее. Речь идёт не только о присутствии частиц в организме, но и об их возможном вмешательстве в важнейшие процессы, обеспечивающие нормальное течение беременности.