Zes onderzochte PFAS veranderen de activiteit van elf genen in hersencellen (afb: Ekin Atilla-Kokcumen et al./ACS Chemical Neuroscience)
Onderzoeksters denken wat meer inzicht te hebben gekregen in de gezondheids-risico’s van polyfluoralkyl-verbindingen (PFAS), de groep organische fluorverbindingen die onder ernstige verdenking staat en vaak wordt aangeduid voor-altijd-verbindingen omdat ze vrijwel niet afbreken. Die zouden door de bloed/hersenbarrière niet gehinderd worden om het centraal zenuwstelsel (en dus de hersens) binnen te dringen. De onderzoeksters hebben elf genen gevonden waarvan de activiteit zou veranderen door die fluorverbindingen, maar ook honderden andere genen reageerden op de aanwezigheid van PFA-stoffen.
Vooral die eigenschap om centraal zenuwstelsel binnen te dringen maakt die fluorverbindingen in potentie gevaarlijk voor mens en dier. Hoe die verbindingen dat voor elkaar krijgen is nog niet bekend. Onderzoeksters hebben nu elf genen achterhaald waarvan de activiteit wordt beïnvloed door de fluorindringers in het centrale zenuwstelsel. PFA-stoffen hebben een breed toepassingsgebied hebben, waarvan de antiaanbaklaag teflon misschien wel de bekendste is maar ook vele andere toepassingen als brandvertragers.
De elf genen spelen een belangrijke rol in het onderhoud en gezond houden van de hersens. De activiteit van die genen zou worden beïnvloed door PFA-verbindingen. Hoe is afhankelijk van de fluorverbinding. Zo zouden alle bekeken PFA-verbindingen effect hebben op een gen dat wezenlijk is voor de overleving van de hersencellen of op een gen dat in verband staat met de celdood.
“Onze bevindingen geven aan dat deze genen aanwijzingen kunnen geven over de schadelijkheid van de fluorverbindingen”, stelt Ekin Atilla-Gokcumen van de universiteit van Buffalo. Ook honderden anderen genen reageerden echter ook op de aanwezigheid van PFAS. Er bleek geen grenswaarde te zijn voor het effect op de genen. Het lijkt er daarmee op dat bepaalde molecuulstructuren voor verandering van de genactiviteit zorgen.
“PFA-stoffen zijn heel verschillend in vorm en afmetingen dus hebben ze ook verschillende effecten”, zegt medeonderzoekster Diana Aga. “Kennis daarover is van groot belang.” “Afhankelijk van de lengte van de lengte van de hoofdketen kunnen de effecten op de cellen heel verschillend zijn”, vult Atilla-Gokcumen haar aan. “We moeten die verbindingen niet als een grote klasse zien, maar elke PFA-verbinding op zich.”
De voor-altijdverbindingen zijn niet meteen giftig. Ze waren overal rond en mens en dier worden er vrijwel elke dag aan blootgesteld, ook door het verpakkingsmateriaal voor voeding. De onderzoeksters besloten zich vooral te richten op de effecten op genen van zenuwcellen, maar ze keken ook naar de effecten op celmembranen die bestaan uit vetachtige atoffen (lipiden). PFA-stoffen bleken verandering van de membranen te bewerkstelligen en in het totaal op de activiteit van zo’n 700 genen.
Antiaanbaklaag
De onderzoeksters bekeken de effecten van zes PFA-verbindingen in celkweken. Daarvan bleek perfluoroctaanzuur (PFOA), een stof die wordt gebruikt voor de productie van teflon (polytetrafluoretheen), verreweg het meeste effect te hebben. Ondanks lage concentraties kon PFOA de activiteit van zo’n 600 genen beïnvloeden, terwijl de eerstvolgende PFA-verbinding in dat rijtje niet verder kwam dan 147 genen. PFOA had effect op genen die coderen voor eiwitten die, onder veel meer, een rol spelen bij de groei van synapsen (de contactpunten tussen hersencellen) en de functionaliteit van die cellen.
De zes bekeken PFAS veranderden de signaalroutes voor zuurstoftekort, voor oxidatieve stress, de aanmaak van eiwitten en dergelijke met gevolgen voor de ontwikkeling en functionaliteit van neuronen. Elf genen reageerden in meerdere of mindere maten op alle zes PFA-stoffen.
Een van de genen die steeds werd onderdrukt was een gen (de mesencefale astrocyten afgeleide neurotrofe factor; MANF) dat belangrijk is voor de overleving van neuronen en waarvan is aangetoond dat het symptomen van neurodegeneratieve ziekten bij ratten omkeert. Een van de genen die consequent werd opgereguleerd, was het gen dat codeert voor het thioredoxinewisselwerkend eiwit (TXNIP), dat in verband is gebracht met hersenceldood.
Een probleem is een beetje dat nogal wat leden van de PFAS-‘familie’ niet makkelijk vervangbaar zouden zijn. Atilla-Gokcumen: “Als we begrijpen waarom sommige PFAS schadelijker zijn dan andere, kunnen we prioriteit geven aan het uitbannen van de grootste boosdoeners terwijl we op zoek gaan naar veiliger vervangers.”
“Alternatieven zoals korteketen-PFAS worden bijvoorbeeld onderzocht, omdat ze de neiging hebben om minder lang in het milieu te blijven en zich minder ophopen in biologische systemen. Hun verminderde persistentie kan echter ten koste gaan van de effectiviteit in bepaalde toepassingen. Ook zijn er zorgen over mogelijke andere nog onbekende gezondheidseffecten. Er is meer onderzoek nodig om ervoor te zorgen dat deze vervangers ook echt veiliger en even effectief zijn voor bepaalde toepassingen.”
Bron: Science Daily