Pestizide, Weichmacher, Schwermetalle: Täglich nehmen wir auf verschiedenen Wegen eine Vielzahl von Industriechemikalien auf. Sie erreichen uns über unsere Atemluft, das Trinkwasser oder unsere Nahrung. Manche davon zählen zu den sogenannten hormonaktiven endokrinen Disruptoren (EDC). Da sie ähnliche Wirkungen entfalten wie Hormone, können sie schon in geringen Mengen unsere Körperprozesse beeinflussen, darunter auch die Genregulation. Grenzwerte gibt es jeweils für die einzelnen Chemikalien. Wie sich die Kombination verschiedener EDCs auf uns auswirkt, wurde allerdings bislang wenig berücksichtigt.
Chemikalien-Mix im Urin von Schwangeren
Ein Team um Nicolò Caporale vom Europäischen Institut für Onkologie in Mailand hat nun untersucht, wie sich das Gemisch verschiedener Umweltchemikalien auf die Hirnentwicklung ungeborener Kinder auswirkt. „Die Einzigartigkeit dieses umfassenden Projekts besteht darin, dass wir Bevölkerungsdaten mit experimentellen Studien verknüpft und diese Informationen dann genutzt haben, um neue Methoden für die Risikobewertung von Chemikaliengemischen zu entwickeln“, sagt Co-Autor Carl-Gustaf Bornehag, von der Universität Karlstad in Schweden.
Im epidemiologischen Teil der Studie nutzten die Forscher Daten aus einer schwedischen Kohortenstudie, die Mutter-Kind-Paare von der Schwangerschaft bis zum Grundschulalter des Kindes begleitet. Von insgesamt 1874 Müttern identifizierten sie jene, deren Kinder mit 2,5 Jahren weniger als 50 Wörter sprechen konnten – ein Definitionsmerkmal für eine sprachliche Entwicklungsstörung. Anschließend untersuchten die Forscher Blut- und Urinproben, die bei den Müttern in der zehnten Schwangerschaftswoche genommen worden waren, auf den Gehalt von 15 verschiedenen EDCs. Die Chemikalienkombinationen, die bei den Müttern der sprachlichen Spätentwickler verstärkt nachweisbar warenstuften sie zur weiteren Untersuchung als potenziell schädlichen Mix dieser Chemikalien ein.
Unter den Chemikalien, die die Forscher im Urin der Schwangeren nachwiesen, befanden sich unter anderem verbreitete Zusatzstoffe von Kunststoffen wie Bisphenol-A und Phthalate, sowie das in Kosmetikprodukten und Desinfektionsmitteln verwendete Triclosan. Um herauszufinden, wie genau sich die Kombination dieser Chemikalien auf das Gehirn auswirkt, nutzten die Forscher sogenannte Hirnorganoide. Dabei handelt es sich Gehirnmodelle im Miniaturformat, die aus menschlichen Stammzellen gezüchtet wurden. Diese setzten Caporale und sein Team verschiedenen Konzentrationen der fraglichen Chemikalien aus. Zusätzlich führten sie ähnliche Experimente an Kaulquappen und Zebrafischen durch.
Viele Ungeborene mit schädlicher Exposition
Auf diese Weise identifizierten die Forscher molekulare Angriffspunkte und Mechanismen, wie der Chemikalien-Mix die Hirnentwicklung beeinflussen kann. „Wir haben festgestellt, dass das Gemisch die Regulierung von Genen stört, die mit Autismus in Verbindung gebracht werden, die Differenzierung von Neuronen behindert und die Funktion der Schilddrüsenhormone im Nervengewebe verändert“, sagt Caporales Kollege Giuseppe Testa. Anhand der experimentellen Studien identifizierten die Forscher Grenzwerte, ab denen die Kombination der Chemikalien toxische Eigenschaften zeigt. Diese liegen unterhalb der Grenzwerte, die für die einzelnen Stoffe festgelegt wurden.
