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Os cientistas estão estudando como as nanopartículas, onipresentes em nosso ambiente e suspeitas de causar problemas de desenvolvimento em fetos, interagem com a barreira placentária. A sua investigação revelou que estas partículas podem perturbar a comunicação entre a placenta e o feto, afectando particularmente a formação de vasos sanguíneos sem necessariamente estarem presentes no tecido fetal.
Os investigadores estão a investigar como as nanopartículas de vários produtos e fontes ambientais afetam o desenvolvimento embrionário, perturbando a função placentária e prejudicando indiretamente o tecido fetal, apesar da barreira protetora placentária.
A vida humana começa com um único óvulo que se transforma em um ser humano com trilhões de células. Para garantir que o desenvolvimento altamente complexo de tecidos e órgãos seja o mais protegido possível, a barreira placentária mantém afastados patógenos e substâncias estranhas. Tina Bürki e sua equipe do laboratório Partículas-Biologia Interações da Empa em St. Gallen estão investigando como esse mecanismo de proteção lida com nanopartículas.
As nanopartículas estão contidas num grande número de produtos, mas também são produzidas durante o desgaste, bem como através de processos de combustão. “Absorvemos estas substâncias do ambiente através dos nossos alimentos, cosméticos ou do ar que respiramos”, explica Bürki. Algumas dessas nanopartículas são suspeitas de prejudicar os bebês no útero. Baixo peso ao nascer, autismo e doenças respiratórias estão entre as possíveis consequências para a criança.
Pesquisadora da Empa Tina Bürki. Crédito: Empa
Efeito remoto misterioso
Ainda não está claro como as nanopartículas afetam o feto. “Já sabemos que a barreira placentária retém muitas nanopartículas ou pelo menos atrasa o seu transporte até o embrião”, diz Bürki. No entanto, ocorrem danos ao tecido fetal, mesmo que nenhuma partícula tenha sido detectada no feto. A equipe da Empa está agora chegando ao fundo desse efeito de longo alcance das nanopartículas. Juntamente com parceiros clínicos do Hospital Cantonal de St. Gallen e parceiros de investigação da Universidade de Genebra, do Centro Médico Universitário de Amesterdão e do Instituto Leibniz de Investigação Médica Ambiental em Düsseldorf, a equipa está a investigar as consequências de nanopartículas comuns, como o titânio. dióxido de carbono ou fuligem de diesel na função da placenta e seus danos indiretos ao desenvolvimento embrionário.
Para tanto, a equipe utilizou placentas humanas totalmente funcionais que foram disponibilizadas após cesarianas planejadas. “O tecido placentário humano é a única forma de obter resultados significativos sobre o transporte e efeito das nanopartículas”, afirma o investigador da Empa. “A estrutura, o metabolismo e a interação dos tecidos materno e fetal são únicos e espécies-específico.”
Se as nanopartículas entrarem na placenta durante a gravidez, a formação de vasos sanguíneos é suprimida. A microscopia de fluorescência visualiza as consequências no modelo do ovo de galinha: as veias (verdes) só formam uma rede perfurada de malha grossa quando são tratadas com substâncias mensageiras de uma placenta contaminada com nanopartículas (parte inferior). Em comparação, um ovo de galinha de controle (acima) apresenta uma densa rede de vasos sanguíneos muito finos. Crédito: Empa
Os experimentos mostraram que as nanopartículas no tecido placentário interrompem a produção de um grande número de substâncias mensageiras. E são estes mensageiros que podem desencadear alterações graves no desenvolvimento embrionário, como a formação perturbada de vasos sanguíneos.
Esses efeitos podem ser visualizados em modelos de laboratório utilizando ovos de galinha. Os vasos sanguíneos do ovo crescem a uma velocidade e densidade enormes para permitir o desenvolvimento embrionário. Uma densa rede de finos vasos sanguíneos cobre o interior da casca do ovo. A situação é surpreendentemente diferente nos óvulos tratados com as substâncias mensageiras alteradas da placenta tratada com nanopartículas: nas experiências, o sistema de vasos sanguíneos não era tão denso, mas sim de malha grosseira. “As nanopartículas aparentemente têm um efeito indireto na criança no útero, inibindo a formação de vasos sanguíneos através de substâncias mensageiras”, diz Tina Bürki.
Consequências para a saúde
Os pesquisadores estão atualmente investigando a totalidade das substâncias mensageiras liberadas por uma placenta tratada com nanopartículas, o chamado secretoma. Não contaminada, a interação de hormônios, mediadores inflamatórios e substâncias sinalizadoras para a formação de sistemas orgânicos assemelha-se a uma orquestra perfeitamente afinada. Já está claro que a comunicação entre a placenta e o feto é interrompida pela presença de nanopartículas e prejudica a formação de vasos sanguíneos. Contudo, os resultados iniciais mostram que o desenvolvimento do sistema nervoso não parece ser afetado. Análises futuras mostrarão quais outros distúrbios as nanopartículas podem desencadear indiretamente. “Como os efeitos podem impactar na saúde da gestante e no desenvolvimento de seu filho, esses achados devem ser levados em consideração na avaliação de risco dos nanomateriais”, afirma a pesquisadora.
O parceiro clínico, o Hospital Cantonal de St. Gallen, também está interessado. Como diz Thomas Rduch, da Clínica da Mulher e também pesquisador clínico da Empa: “Uma placenta saudável é de extrema importância para o desenvolvimento da criança. Avaliações corretas dos riscos de poluição ambiental são, portanto, cruciais para as mulheres grávidas.”
Referência: “Nanopartículas desregulam o secretoma placentário humano com consequências na angiogênese e vascularização” por Battuja Dugershaw-Kurzer, Jonas Bossart, Marija Buljan, Yvette Hannig, Sarah Zehnder, Govind Gupta, Vera M. Kissling, Patrycja Nowak-Sliwinska, Judy R. van Beijnum, Arjan W. Griffioen, Stefan Masjosthusmann, Etta Zühr, Ellen Fritsche, René Hornung, Thomas Rduch e Tina Buerki-Thurnherr, 20 de maio de 2024, Ciência Avançada.
DOI: 10.1002/advs.202401060