Evighetskemikalie stör tidig utveckling i stamcellsmodell
Forskning som använder stamcellsbaserade modeller av tidig mänsklig utveckling tyder på att PFOS – ett långlivat ämne som tillhör PFAS-gruppen – kan störa processer som är avgörande för den tidiga utvecklingen av könsceller och embryon. Detta framgår av en studie från Karolinska Institutet, publicerad i tidskriften Human Reproduction Open.
PFAS är en stor grupp syntetiska kemikalier som används i produkter som vattenavvisande material, livsmedelsförpackningar, kosmetika, och många andra konsumentvaror. Eftersom dessa ämnen bryts ned extremt långsamt kan de finnas kvar i miljön i årtionden, vilket har gett dem smeknamnet "evighetskemikalier". PFAS kan också ansamlas i människokroppen över tid.
I denna studie undersökte forskare tre PFAS-ämnen som redan är reglerade men som är mycket långlivade: PFOS, PFOA och PFHxS. Med hjälp av humana pluripotenta stamceller skapade de en tredimensionell cellmodell som återskapar flera aspekter av den tidiga mänskliga utvecklingen – närmare bestämt det skede som infaller strax efter att embryot har fäst i livmodern. Detta inkluderar bildandet av primitiva könsceller, det vill säga förstadiet till spermier och ägg.
– Vår studie visar hur stamcellsbaserade modeller kan användas för att undersöka hur miljökemikalier påverkar de allra tidigaste stadierna av mänsklig utveckling – en period som annars är svår att studera, säger João Pedro Alves-Lopes, biträdande lektor vid institutionen för kvinnors och barns hälsa vid Karolinska Institutet och studiens huvudförfattare.
De störande effekterna uppstår vid koncentrationer som återfinns i blodet hos gravida kvinnor
Av de tre ämnen som studerades hade PFOS den tydligaste effekten. Under de fyra dagar långa experimenten, de embryoliknande strukturerna växte långsammare och förblev mindre än de obehandlade kontrollproverna. Denna effekt observerades även vid den lägsta testade koncentrationen: 7 nanomol per liter. Denna koncentration valdes eftersom den motsvarar de PFOS-nivåer som har uppmätts i blodserum hos gravida kvinnor som deltagit i den svenska SELMA-studien.
Även om primitiva könsceller bildades trots exponering för PFOS, förändrades deras genuttrycksmönster avsevärt. Vid den testade koncentrationen skilde sig aktiviteten hos 746 gener från kontrollgruppen, vilket ledde till att biologiska processer kopplade till utveckling och cellsignalering hämmades.
– Våra resultat tyder på att PFOS, även vid låga koncentrationer, kan störa grundläggande processer i den tidiga utvecklingen av mänskliga embryon och könsceller. Detta belyser vilken potentiell inverkan miljöexponering i vardagen kan ha på den reproduktiva hälsan, säger João Pedro Alves-Lopes.
Det är viktigt att notera att även om denna modell fångar centrala aspekter av den tidiga utvecklingen efter implantation, så utgör den inte en fullständig avbildning av ett mänskligt embryo eller den komplexa miljö som råder i livmodern. Följaktligen krävs ytterligare studier – inklusive användning av djurmodeller och epidemiologiska data från människor – för att fastställa de långsiktiga konsekvenserna av tidig prenatal exponering för PFAS. Detta gäller även de många närbesläktade ämnen som till stor del är outforskade, men som skulle kunna undersökas effektivt med hjälp av denna stamcellsbaserade plattform.
Se publikationen för information om finansiering och eventuella intressekonflikter.
Publikation
PFOS disrupts the development of early germline and surrounding embryonic soma at environmentally relevant exposure levels. Silvia Pérez Casasús, Leah Nic Aodha, Tiago Macedo, Sonia Youhanna, Francesca Paola Luongo, Laura Governini, Alice Luddi, Paola Piomboni, Nikolas Herold, Kirsi Jahnukainen, Yi Zhong, Pauliina Damdimopoulou, Volker M Lauschke, João Pedro Alves-Lopes. Human Reproduction Open. Online 12 November. doi.org/10.1093/hropen/hoag099