Narażenie na mieszaniny bisfenoli BPA, BPS i BPF może wpływać na prawidłowy rozwój ludzkiej tkanki piersi, nawet przy bardzo niskich stężeniach tych substancji. Naukowcy z Tufts University School of Medicine i Boston University wykazali, że jednoczesna ekspozycja na trzy związki chemiczne wywołuje zmiany molekularne, których nie obserwowano w podobnej skali podczas działania każdej substancji osobno. Wyniki badania, opublikowanego w „Proceedings of the National Academy of Sciences” (PNAS), otwierają nowe kierunki badań nad środowiskowymi czynnikami ryzyka raka piersi.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak mieszanina bisfenoli BPA, BPS i BPF wpływa na rozwój ludzkiej tkanki piersi i dlaczego jej działanie może być silniejsze niż pojedynczych związków.
- W jaki sposób naukowcy z Tufts University School of Medicine i Boston University wykorzystali organoidy piersi do badania wpływu substancji chemicznych.
- Jakie zmiany molekularne powiązano z ekspozycją na bisfenole i dlaczego porównano je z danymi dotyczącymi inwazyjnego raka zrazikowego piersi.
- Czy odkrycie może mieć znaczenie dla oceny ryzyka raka piersi, profilaktyki i rozwoju nowych biomarkerów.
Bisfenole a zdrowie piersi. Dlaczego naukowcy badają ich wpływ?
Bisfenole to związki chemiczne wykorzystywane m.in. w produkcji tworzyw sztucznych i żywic. Najbardziej znanym przedstawicielem tej grupy jest bisfenol A (BPA), jednak w wielu zastosowaniach zastępuje się go innymi substancjami, takimi jak bisfenol S (BPS) i bisfenol F (BPF). Związki te budzą zainteresowanie naukowców ze względu na ich potencjalne działanie zaburzające gospodarkę hormonalną. Mogą bowiem oddziaływać na mechanizmy regulowane przez hormony, które odgrywają istotną rolę w rozwoju i funkcjonowaniu gruczołu piersiowego.
Co ważne, tkanka piersi pozostaje szczególnie wrażliwa na czynniki środowiskowe w okresach intensywnych zmian rozwojowych, m.in. podczas dojrzewania i ciąży. Dotychczas większość badań dotyczących wpływu bisfenoli na gruczoł piersiowy prowadzono na zwierzętach lub pojedynczych populacjach komórek. Modele te nie odzwierciedlają jednak w pełni złożonej organizacji ludzkiej tkanki.
Organoidy piersi pozwoliły zbadać wpływ substancji chemicznych
Zespół badawczy wykorzystał trójwymiarowe organoidy wyhodowane z prawidłowej tkanki piersi pobranej od 13 zdrowych młodych kobiet. Organoidy to laboratoryjne modele zawierające różne typy komórek, które odtwarzają wybrane właściwości strukturalne i rozwojowe ludzkich tkanek. Dzięki temu umożliwiają analizowanie reakcji komórek na czynniki środowiskowe w warunkach bardziej zbliżonych do fizjologicznych niż tradycyjne hodowle komórkowe.
Przez około trzy tygodnie naukowcy eksponowali rozwijające się organoidy na różne substancje chemiczne, w tym związki zaburzające funkcjonowanie układu hormonalnego, wpływające na metabolizm oraz substancje o znanym lub podejrzewanym działaniu rakotwórczym. Następnie analizowali zmiany w ekspresji genów oraz modyfikacje DNA, poszukując molekularnych oznak zaburzonego rozwoju tkanki.
Mieszanina BPA, BPS i BPF wywołała silniejszy efekt niż pojedyncze związki
Najważniejsze odkrycie dotyczyło jednoczesnego działania trzech bisfenoli: BPA, BPS i BPF. Każda z tych substancji stosowana oddzielnie powodowała stosunkowo niewiele zmian w organoidach. Jednak ich mieszanina zaburzała prawidłowy rozwój tkanki piersi w modelach pochodzących od większości dawczyń. Szczególnie istotne jest to, że badacze zastosowali bardzo niskie stężenia, porównywalne z poziomami tych związków wykrywanymi w ludzkiej krwi i moczu.
Wyniki wskazują zatem, że ocena bezpieczeństwa pojedynczych substancji chemicznych może nie wystarczać do pełnego zrozumienia skutków ich łącznego działania. W rzeczywistych warunkach człowiek jest bowiem narażony na wiele związków jednocześnie, a ich oddziaływania mogą różnić się od efektów obserwowanych podczas ekspozycji na pojedynczą substancję.
Zmiany molekularne a inwazyjny rak zrazikowy piersi
W kolejnym etapie badacze porównali wzorce zmian molekularnych obserwowanych po ekspozycji na mieszaninę bisfenoli z danymi pochodzącymi od pacjentek z rakiem piersi. Najsilniejsze podobieństwo stwierdzono w przypadku inwazyjnego raka zrazikowego piersi (invasive lobular carcinoma, ILC). To jeden z głównych typów histologicznych raka piersi, który może rozwijać się bez wyraźnie wyczuwalnego guzka. Ze względu na charakter wzrostu nowotworu jego wykrycie w mammografii bywa trudniejsze.
Naukowcy podkreślają jednak, że zaobserwowana zbieżność wzorców molekularnych nie oznacza związku przyczynowo-skutkowego. Badanie nie dowodzi, że mieszanina bisfenoli powoduje raka piersi. Wskazuje natomiast na możliwość występowania zmian biologicznych, które wymagają dalszej analizy w kontekście podatności tkanki na rozwój choroby.
Czy ekspozycja na bisfenole może pozostawiać trwały ślad w tkankach?
Jedną z najważniejszych hipotez wynikających z badania jest możliwość powstawania swoistej molekularnej „blizny” po ekspozycji środowiskowej. Zgodnie z tą koncepcją kontakt z określonymi substancjami chemicznymi podczas rozwoju tkanki mógłby pozostawiać zmiany w aktywności genów lub mechanizmach regulujących funkcjonowanie komórek.
Zmiany te nie musiałyby bezpośrednio wywoływać nowotworu, ale potencjalnie mogłyby wpływać na podatność tkanki na choroby w późniejszych latach. Jeżeli przyszłe badania potwierdzą istnienie takich trwałych sygnatur molekularnych u ludzi, mogłyby one znaleźć zastosowanie jako biomarkery wcześniejszej ekspozycji środowiskowej i potencjalnego ryzyka raka piersi. W dalszej perspektywie mogłoby to wspierać rozwój bardziej spersonalizowanych strategii profilaktyki i badań przesiewowych.
Co wyniki oznaczają dla profilaktyki raka piersi?
Badanie stanowi ważny krok w analizie wpływu substancji zaburzających gospodarkę hormonalną na zdrową ludzką tkankę piersi. Jednocześnie jego wyniki należy interpretować ostrożnie. Eksperyment przeprowadzono na modelach laboratoryjnych pochodzących od 13 dawczyń, dlatego nie można na jego podstawie określić rzeczywistego wzrostu ryzyka zachorowania na raka piersi u kobiet narażonych na bisfenole.
Konieczne będą badania obejmujące większe i bardziej zróżnicowane populacje, dodatkowe mieszaniny chemiczne oraz ocenę trwałości obserwowanych zmian. Istotnym kierunkiem pozostaje również ustalenie, czy podobne mechanizmy występują w organizmie człowieka i czy mają znaczenie kliniczne.
Główne wnioski
- Mieszanina bisfenoli BPA, BPS i BPF zaburzała rozwój ludzkiej tkanki piersi w modelach laboratoryjnych. W przeciwieństwie do pojedynczych substancji ich połączenie wywoływało wyraźne zmiany nawet przy niskich stężeniach, porównywalnych z poziomami wykrywanymi w ludzkiej krwi i moczu.
- Badanie przeprowadzono na trójwymiarowych organoidach piersi pochodzących od 13 zdrowych młodych kobiet. Podczas około trzech tygodni ekspozycji naukowcy analizowali wpływ substancji chemicznych na rozwój tkanki, aktywność genów i zmiany molekularne.
- Zmiany molekularne związane z ekspozycją na mieszaninę bisfenoli wykazywały największe podobieństwo do wzorców obserwowanych w inwazyjnym raku zrazikowym piersi. Nie oznacza to jednak, że bisfenole powodują nowotwór ani że wykazano zwiększone ryzyko zachorowania u kobiet.
- Odkrycie może otworzyć nowe możliwości badań nad profilaktyką raka piersi. Naukowcy sprawdzą, czy ekspozycja środowiskowa pozostawia trwałe ślady molekularne w tkankach, które w przyszłości mogłyby posłużyć jako biomarkery ryzyka nowotworowego.
Źródło:
- Tufts University
- https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2613054123
