Los ‘químicos permanentes’ afectan el desarrollo y la función del cerebro.

Debido a sus propiedades especiales (resistencia al calor, repelencia al agua y a la grasa y alta durabilidad), los PFAS se utilizan en muchos productos cotidianos (por ejemplo, cosméticos, ropa para exteriores y utensilios de cocina recubiertos). Pero son precisamente estas características las que les causan tantos problemas. “Dado que algunos PFAS son químicamente estables, se acumulan en el medio ambiente y entran en nuestro cuerpo a través del aire, el agua potable y los alimentos”, dice la profesora Dra. Tamara Tal, toxicóloga de la UFZ. Incluso con un uso cuidadoso, es casi imposible evitar este grupo de sustancias, que se han desarrollado desde la década de 1950 y ahora incluyen miles de compuestos diferentes. “Existe una gran necesidad de investigación, especialmente cuando se trata de desarrollar sistemas de prueba rápidos, confiables y rentables para evaluar los riesgos de la exposición a PFAS”, dice Tal. Hasta ahora, las consecuencias ambientales y sanitarias han sido difíciles de evaluar.

En su estudio actual, los investigadores investigaron cómo la exposición a las PFAS afecta el desarrollo del cerebro. Para ello, utilizaron el modelo del pez cebra, que se utiliza a menudo en la investigación toxicológica. Una ventaja de este modelo es que aproximadamente el 70% de los genes encontrados en el pez cebra (Denio Rerio) también se encuentran en humanos. Los hallazgos del modelo del pez cebra son potencialmente transferibles a los humanos. En sus experimentos, los investigadores expusieron al pez cebra a dos sustancias del grupo de las PFAS (PFOS y PFHxS), que tienen composiciones similares. Luego, los investigadores utilizaron métodos bioinformáticos y de biología molecular para determinar qué genes estaban deteriorados en los cerebros de las larvas de peces expuestas a PFAS en comparación con los peces de control, que no estuvieron expuestos. “En el pez cebra expuesto a PFAS, el grupo de genes del receptor activado por proliferador de peroxisomas (PPR), que también está presente en una forma ligeramente alterada en los humanos, fue particularmente activo”, dijo Sebastian Gutsfeld, estudiante de doctorado y primer autor del estudio. Estudio “Los estudios tóxicos han demostrado que esto sucede como resultado de la exposición a PFAS, incluso en el hígado. Ahora podemos demostrar esto también en el cerebro”.

Pero, ¿qué efectos tiene la actividad alterada de los genes PPR desencadenada por la exposición a PFAS en el desarrollo y el comportamiento del cerebro en las larvas de pez cebra? Los investigadores investigaron esto en estudios posteriores utilizando un modelo de pez cebra. Utilizaron el método CRISPR/Cas9, también conocido como tijeras genéticas. “Utilizando tijeras genéticas pudimos cortar selectivamente genes ppar individuales o múltiples e impedir que funcionaran normalmente”, explica Gutsfeld. “Queríamos saber qué genes de PPR están directamente relacionados con los cambios en el comportamiento de las larvas inducidos por la exposición a PFAS”. La evidencia del mecanismo subyacente se proporcionó directamente. A diferencia del pez cebra genéticamente no modificado, los peces derribados en los que se utilizó escisión genética no deberían mostrar ningún cambio de comportamiento después de la exposición a las PFAS.

Dos criterios de valoración conductuales

En una serie de experimentos, los investigadores expusieron al pez cebra a PFOS o PFHxS de forma continua durante sus primeras etapas de desarrollo, entre los días uno y cuatro, y en otra serie de experimentos solo el día cinco. Al quinto día, los investigadores volvieron a observar el comportamiento de natación. Utilizaron dos criterios de valoración de comportamiento diferentes para este propósito. En un criterio de valoración, la actividad de natación se midió durante una fase de oscuridad prolongada. Los peces expuestos a PFAS nadaron más que los peces no expuestos a PFAS, ya sea que estuvieran expuestos a PFAS de forma continua durante el desarrollo del cerebro o poco antes de las pruebas de comportamiento. Curiosamente, la hiperactividad sólo estaba presente cuando la sustancia química estaba presente. Cuando los investigadores eliminaron el PFOS o el PFHxS, la hiperactividad disminuyó. En el segundo criterio de valoración, se midió la respuesta de sobresalto tras un estímulo oscuro. “En el pez cebra expuesto al PFOS durante cuatro días, observamos un comportamiento de natación muy dinámico en respuesta al estímulo”, dice Gutsfeld. Por el contrario, el pez cebra expuesto solo a PFOS o PFHxS no tuvo una respuesta de sobresalto hiperactiva el quinto día.

Con base en estas respuestas, los investigadores concluyen que la exposición al PFOS está relacionada con resultados anormales, particularmente durante las etapas sensibles del desarrollo del cerebro. Utilizando el pez cebra, los investigadores identificaron dos genes del grupo PPR que median el comportamiento desencadenado por PFOS.

“Debido a que estos genes también están presentes en los humanos, es posible que las PFAS puedan tener efectos similares en los humanos”, concluyó Tal. Los científicos que trabajan con Rhythm quieren investigar los efectos neurológicos de otros PFAS en futuros proyectos de investigación y ampliar el método para utilizarlo eventualmente para evaluar el riesgo de sustancias químicas en el medio ambiente, incluidos los PFAS.