From Neurodevelopmental Models to Endocrine Disruption: Metabolomic Insights from In Vitro and In Vivo Studies
Chemicus Sara Evangelista richtte zich op de vraag hoe hormoonverstorende chemicaliën (EDC's) de vroege hersenontwikkeling kunnen beïnvloeden en bijdragen aan cognitieve en gedragsproblemen op de lange termijn. De vroege levensfase is een kwetsbare periode waarin hormonen, neurotransmitters en lipiden belangrijke neuro-ontwikkelingsprocessen sturen, waardoor deze systemen potentiële doelwitten zijn voor chemische verstoring.
Om de onderliggende mechanismen beter te begrijpen, combineerde Evangelista studies met ratten met humane corticale hersenorganoïden (CBO's), een opkomend model dat de vroege menselijke hersenontwikkeling nabootst. Het CBO-onderzoek bood een metabolisch en lipidomisch referentiekader om te evalueren in hoeverre dit model de neuro-ontwikkelingspaden weerspiegelt die relevant zijn voor toxiciteitstesten. Parallel daaraan onderzocht ze hoe perinatale blootstelling aan geselecteerde EDC's metabolische en hormonale paden in de zich ontwikkelende hippocampus van ratten verandert en of deze vroege veranderingen verband houden met latere gedragsstoornissen. De overkoepelende motivatie was om mechanistisch inzicht te genereren dat meer voorspellende en mensrelevante benaderingen voor de beoordeling van ontwikkelingsneurotoxiciteit ondersteunt.
Normale ontwikkeling van hersenen kunnen verstoord worden
Het onderzoek toonde aan dat bepaalde chemicaliën waaraan we dagelijks worden blootgesteld – bekend als hormoonverstorende stoffen (EDC's) – de normale ontwikkeling van de hersenen kunnen verstoren wanneer blootstelling zeer vroeg in het leven plaatsvindt. Bij ratten ontdekte Evangelista dat deze chemicaliën belangrijke moleculen in de zich ontwikkelende hersenen veranderden, zoals hormonen, vetten en neurotransmitters, die allemaal nodig zijn voor een gezonde groei. Sommige van deze vroege veranderingen werden in verband gebracht met leer- en geheugenproblemen later in het leven, wat aantoont dat vroege verstoring blijvende gevolgen kan hebben.
Veelbelovende laboratoriummodellen
Ook is er aangetoond dat van menselijke stamcellen afgeleide hersenorganoïden ("mini-hersenen") metabolische kenmerken ontwikkelen die vergelijkbaar zijn met die welke worden waargenomen in de vroege ontwikkeling van de menselijke hersenen. Dit betekent dat ze kunnen dienen als veelbelovende laboratoriummodellen om te bestuderen hoe chemicaliën de zich ontwikkelende hersenen kunnen beïnvloeden zonder uitsluitend afhankelijk te zijn van dierproeven. Over het algemeen biedt mijn werk vroegtijdige waarschuwingssignalen en instrumenten om chemicaliën die de hersenontwikkeling kunnen schaden beter te identificeren.
Meer informatie over het proefschrift