Die Exposition gegenüber Chemikalien in Kunststoffen während der Entwicklung könnte das Risiko für Autismus und Demenz erhöhen

Oct 05, 2023

30. Mai 2023Pamela A. HarveyFür The Scientist, Nachrichten und Rezensionen

Zusammenhänge zwischen der vorgeburtlichen Exposition gegenüber Chemikalien wie in Kunststoffen vorkommenden endokrinen Disruptoren und der Entwicklung neurologischer Erkrankungen im späteren Leben sind gut beschrieben (1). Obwohl Mechanismen dafür vorgeschlagen wurden, wie endokrine Disruptoren die menschliche Gesundheit beeinflussen (2), waren die Mechanismen, die die Entwicklung neurologischer Erkrankungen wie Autismus und Demenz vermitteln, aufgrund der multifaktoriellen Natur dieser Krankheiten schwer zu klären. Forscher betrachteten das Problem daher aus einer neuen Perspektive: vererbte DNA-Methylierungsmuster.

Zu den häufigsten Weichmachern zählen Bisphenole und Phthalate. Diese Chemikalien sind in Lebensmittelverpackungen nützlich, weil sie Kunststoffe flexibel machen. Beide sind jedoch aufgrund ihrer endokrinschädigenden Wirkung problematisch. Bisphenole ahmen beispielsweise die Wirkung von Hormonen wie Östrogen nach und werden mit Bluthochdruck, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Typ-2-Diabetes in Verbindung gebracht (3).

In jüngster Zeit hat Di-(2-ethylhexyl)phthalat (DEHP), eine Art Phthalat, das in den 1930er Jahren eingeführt wurde, aufgrund seiner zunehmenden Verbreitung in Kunststoffen und der hohen Auswaschungsrate an Aufmerksamkeit gewonnen (4). Über eine Kontamination mit DEHP wurde erstmals in den 1970er Jahren in Blutproben berichtet, die in Plastiktüten aufbewahrt wurden (5, 6). DEHP wurde später im Gewebe von Patienten gefunden, die aus diesen Proben Bluttransfusionen erhalten hatten.

DEHP is thought to act as an endocrine disruptor, but the mechanism mediating its effects has not been described. Researchers, therefore, explored a novel epigenetic link between prenatal exposure to DEHP and neurological disease by measuring exposure and correlating it with methylationThe addition of a methyl (CH₃) group from S-adenosylmethionine to a cytosine nucleotide or lysine or arginine residue." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> Methylierungsmuster im Plazentagewebe (7). Wichtig ist, dass sie auch die Identität von Genen mit abnormalen DNA-Methylierungsmustern in Plazenten untersuchten, die DEHP ausgesetzt waren.

Placentas with high DEHP exhibited both hyper- and hypomethylationA decrease in normal methylation levels." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">hypomethylation patterns. Genes that were hypermethylated were mostly associated with gene expressionThe process by which the DNA instructions in the gene are converted to functional products such as proteins, which in turn dictate cell function." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> Regulierung der Genexpression. Insbesondere die Wnt-Genfamilie war betroffen, was auf eine mögliche Rolle der frühen embryonalen Musterung bei der Entwicklung von Autismus und Demenz schließen lässt. Die Herunterregulierung von Wnt-Genen wurde bereits mit der Entstehung von Autismus und Demenz in Verbindung gebracht (8, 9).

Hypomethylierte Gene waren hauptsächlich an der Entwicklung neuronaler Netzwerke und der Zelladhäsion beteiligt. Cadherine beispielsweise, die für die normale neuronale Differenzierung und Zellkommunikation wichtig sind, werden in Gegenwart von DEHP fehlreguliert (10, 11). Tatsächlich werden ähnliche DNA-Hypomethylierungsmuster in Tiermodellen beobachtet, bei denen sich gezeigt hat, dass DEHP-Exposition autismusähnliches Verhalten verschlimmert (12).

Es ist bekannt, dass Methylierungsmuster die generationsübergreifende Genetik beeinflussen, wahrscheinlich durch Modifikation von Genen, die früh in der Entwicklung exprimiert werden. Obwohl dieser Prozess Auswirkungen auf die normale Vererbung von Genexpressionsmustern hat, kann die Methylierung durch die Einwirkung von Umweltgiften verändert werden. Die Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Kunststoffen und neurologischen Erkrankungen trägt zu unserem Verständnis komplexer Krankheiten wie Autismus und Demenz bei, von denen weltweit mehr als 100 Millionen Menschen betroffen sind. Die Daten der aktuellen Studie unterstreichen die weitreichenden Auswirkungen von umweltbedingten endokrinen Disruptoren wie DEHP auf die menschliche Physiologie.

Quelle: Tran MTMT, Kuo FC, Low JT, et al. Eine pränatale DEHP-Exposition sagt über die transgenerationale Epigenetik neurologische Störungen voraus. Sci Rep 2023;13(7399).

Verweise: