Le nanoparticelle e la barriera placentare
La vita umana inizia con una singola cellula uovo che si sviluppa in un essere umano con trilioni di cellule. Per garantire che lo sviluppo altamente complesso dei tessuti e degli organi sia il più possibile protetto, la barriera placentare tiene fuori patogeni e sostanze estranee. Tina Bürki e il suo team del laboratorio Particles-Biology Interactions dell’Empa a San Gallo stanno investigando su come questo meccanismo protettivo affronti le nanoparticelle.
Le nanoparticelle sono contenute in numerosi prodotti e sono prodotte anche durante i processi di usura e combustione. “Assorbiamo queste sostanze dall’ambiente attraverso il cibo, i cosmetici o l’aria che respiriamo”, spiega Bürki. Alcune di queste nanoparticelle sono sospettate di danneggiare i bambini nel grembo materno. Tra le possibili conseguenze per il bambino ci sono basso peso alla nascita, autismo e malattie respiratorie.
Effetti remoti misteriosi
Non è ancora chiaro come le nanoparticelle influenzino il bambino non ancora nato. “Sappiamo già che la barriera placentare trattiene molte nanoparticelle o almeno ritarda il loro trasporto all’embrione”, dice Bürki. Tuttavia, si verificano danni ai tessuti fetali anche se non vengono rilevate particelle nel feto. Il team dell’Empa sta indagando su questo effetto a lungo raggio delle nanoparticelle. In collaborazione con partner clinici dell’Ospedale Cantonale di San Gallo e partner di ricerca dell’Università di Ginevra, dell’Amsterdam University Medical Center e dell’Istituto Leibniz per la Ricerca Medica Ambientale a Düsseldorf, il team sta studiando le conseguenze delle nanoparticelle comuni come il biossido di titanio o la fuliggine diesel sulla funzione della placenta e sul danno indiretto allo sviluppo embrionale.
Per questo scopo, il team ha utilizzato placente umane completamente funzionali rese disponibili dopo cesarei programmati. “Il tessuto placentare umano è l’unico modo per ottenere risultati significativi sul trasporto e l’effetto delle nanoparticelle”, afferma la ricercatrice dell’Empa. “La struttura, il metabolismo e l’interazione del tessuto materno e fetale sono unici e specifici della specie”.
Esperimenti e osservazioni
Gli esperimenti hanno mostrato che le nanoparticelle nel tessuto placentare disturbano la produzione di un gran numero di sostanze messaggere. Sono questi messaggeri che possono innescare cambiamenti seri nello sviluppo embrionale, come la formazione disturbata dei vasi sanguigni. Questi effetti possono essere visualizzati in modelli di laboratorio utilizzando uova di pollo. I vasi sanguigni nell’uovo crescono a una velocità e densità enormi per permettere lo sviluppo embrionale. Una fitta rete di fini vasi sanguigni copre l’interno del guscio d’uovo. La situazione è decisamente diversa nelle uova trattate con le sostanze messaggere alterate dalla placenta contaminata da nanoparticelle: nei test, il sistema vascolare non era denso ma piuttosto a maglie larghe. “Le nanoparticelle apparentemente hanno un effetto indiretto sul bambino nel grembo materno inibendo la formazione dei vasi sanguigni tramite sostanze messaggere”, afferma Tina Bürki.
Conseguenze per la salute
I ricercatori stanno attualmente investigando l’intero insieme delle sostanze messaggere rilasciate da una placenta trattata con nanoparticelle, il cosiddetto secretoma. Non contaminato, l’interazione di ormoni, mediatori infiammatori e sostanze di segnalazione per la formazione dei sistemi organici somiglia a un’orchestra perfettamente accordata. È già chiaro che la comunicazione tra la placenta e il bambino non ancora nato è disturbata dalla presenza di nanoparticelle e danneggia la formazione dei vasi sanguigni. Tuttavia, i risultati iniziali mostrano che lo sviluppo del sistema nervoso non sembra essere influenzato. Future analisi mostreranno quali altri disturbi le nanoparticelle possono innescare indirettamente. “Poiché gli effetti possono avere un impatto sulla salute della donna incinta e sullo sviluppo del suo bambino, questi risultati dovrebbero essere presi in considerazione nella valutazione del rischio dei nanomateriali”, afferma la ricercatrice.
Riferimenti: “Nanoparticles Dysregulate the Human Placental Secretome with Consequences on Angiogenesis and Vascularization”, 20 May 2024, Advanced Science.
DOI: 10.1002/advs.202401060